新型开关稳压器应对手持设备电源系统设计挑战

品慧电子讯手持设备的设计人员面临的关键挑战是实现产品的高性能和低功耗。电池寿命对于手持设备是非常重要的指标，电源管理产品必须适应不断变化的设计需求，例如，更低的待机能耗、更高的效率、超薄厚度、超小PCB面积、更智能化的控制接口等。

DC/DC开关稳压器是电源系统中的关键部件之一，稳压器必须保持恒定的电压，而且能够对输入电压的变化以及负载电流的变化迅速作出响应。电容和电感是DC/DC中最基本的能量转换器件，基于电容的电荷泵和基于电感的DC/DC各有优势和缺点，都有用武之地。

电荷泵DC/DC器件尺寸小、厚度薄，加上此种结构EMI干扰小，因而在很多设计中深受工程师青睐。圣邦微电子的SGM3110就是标准的+5.0V输出、基于电容的DC/DC器件，如果系统需要+5.0V/100mA的电源，可以用很小的PCB面积开销去完成设计，电路设计如图1所示。

图1：SGM3110电荷泵DC/DC设计电路。

随着高像素相机手机越来越多，闪光灯成为设计成败的关键。传统的氙气灯由于高压、物理尺寸以及使用寿命的限制，一直无法在手机中流行。大功率白光LED技术的发展，使大功率白光LED闪光灯越来越被工程师认可，但这类闪光灯的驱动、热保护、缓启动，以及闪光大电流对电池的冲击，又给工程师带来不小的设计挑战。圣邦微电子推出的SGM314X系列闪光灯驱动，采用电荷泵架构(图2)，驱动电流可达500mA、700mA、1000mA，Torch、摄像、闪光拍照三种模式可以灵活切换。

图2：SGM314X系列闪光灯驱动电路。

智能手机日益普及，这类产品对图像和视频处理速度、无线通信性能要求，以及LCD显示屏的要求不断提高，从而导致多核基带IC耗电越来越大，电池使用时间已成为消费者关注的焦点之一。消费者希望有随手可得的电源为手机充电，太阳能电池、干电池、锂电池电源站，无处不在的USB接口都将为手机延长使用时间提供可能性。圣邦微电子的SGM6600 同步整流升压型 DC/DC具有0.9V的启动电压，高效率的升压同步整流结构(图3)，能让工程师从容面对从太阳能电池和干电池获取能源的设计挑战。

图3：SGM6600同步整流升压型 DC/DC电路。

随着集成电路技术的发展，手持设备基带IC集成的功能越来越多，多电压混合设计成为SoC和SIP的标准技术。为SoC和SIP产品提供一种安全可靠、成本合适的DC/DC电源，成为当务之急。日益复杂的负载、上下电时序以及负载保护等问题都是工程师必须应对的挑战，POL和中间总线的电源概念被引入到系统设计中。圣邦微电子推出的SGM6006同步降压型DC/DC，具有1.4MHZ的开关频率，专门的软启动设计可防止上下电时DC/DC产生高压脉冲损坏负载。在手持设备设计中，该器件是一个理想的POL设计产品，设计电路中使用的电感很小，整个DC/DC设计只占用很少的PCB面积，电路设计如图4所示。

图4：SGM6006同步降压型DC/DC设计电路。

圣邦微电子也推出了SGM2100系列的多DC/DC产品，它将中间电源总线的概念引入了产品设计。SGM2100和SGM2101的主升压型 DC/DC将双节干电池或锂电池电压变成+5.0V左右的（可调）中间电源总线，大功率+5.0V/2A电源总线可以为USB接口、闪光灯、大功率音频功放等负载供电，在手持设备中可以得到很大的音频功率输出以及很强的闪光灯设计(图5)，如果手持设备系统中需要加微硬盘，微硬盘需要的3.3V/800mA降压/升压型电源可以从中间总线以低成本方式获得。(徐前江 市场总监圣邦微电子有限公司)

图5：SGM2100系列多DC/DC器件在手持设备系统中的应用。

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