就像其他很多應(yīng)用一樣，低功率,、高精度組件已經(jīng)使移動設(shè)備出現(xiàn)了迅速增長。然而，與其他很多應(yīng)用不同的是,，面向工業(yè),、醫(yī)療及軍事應(yīng)用的便攜式產(chǎn)品一般對可靠性、運行時間和堅固性的要求高得多,。這類高要求產(chǎn)生的負擔大部分落在了電源系統(tǒng)及其組件上,。這類產(chǎn)品的一個共同特點是，必須在使用各種電源時正確工作且在各種電源之間無縫切換,。因此，必須竭盡全力提供保護以及承受故障,，在電池供電時限度延長運行時間,，并確保只要存在有效電源，就能夠可靠運行,。

顯然,，滿足這些需求所需電源管理集成電路 (PMIC) 必須允許應(yīng)用由多種電源供電，其中可能包括交流適配器,、USB 端口,、汽車點煙器適配器或甚至鋰離子電池。如果 PMIC 集成了電源通路 (PowerPathTM) 控制功能,，那么這一要求可能很容易滿足,。這種方法確保系統(tǒng)電源保持不間斷，并容許外部電源和電池電源之間以熱插拔方式轉(zhuǎn)換,。在有些情況下,，PMIC 中可能還包括電池充電器。如果這樣,，那么這種電池充電電路需要確保利用應(yīng)用不需要的多余電量給電池充電,。此外，內(nèi)置保護電路有時是必要的,，以抵御超過 30V 的外部過壓故障,。后，無負載靜態(tài)電流必須很低,，以在很寬的負載及工作條件范圍內(nèi)提供電源效率,。這類功能對于任何產(chǎn)品的成功和實用性都是至關(guān)重要的,。

行業(yè)趨勢

盡管產(chǎn)品尺寸越來越小,，但是對功能的需求卻不斷增加。此外,，現(xiàn)在的業(yè)界趨勢是,，為移動產(chǎn)品供電的微處理器 (μP),、微控制器 (μC) 或現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 等數(shù)字 IC 不斷降低其工作電壓，但與此同時卻不斷提高其安培數(shù),。在設(shè)計產(chǎn)品時,，微處理器是流行的器件,，飛思卡爾、英特爾,、NVIDIA,、三星以及其他供應(yīng)商所提供采用各種節(jié)電方式的產(chǎn)品也越來越多,。這些產(chǎn)品用來跨多個細分市場,，使多種便攜式,、無線及移動設(shè)備應(yīng)用實現(xiàn)低功耗和很高的處理性能,。

使用這些處理器初的目的是，幫助 OEM 開發(fā)更小,、更具成本效益,、電池壽命更長的便攜式手持設(shè)備，同時提供增強的計算性能,，以運行功能豐富的多媒體應(yīng)用,。然而，非便攜式應(yīng)用現(xiàn)在也開始需要同樣高的電源效率和處理性能了,。例如,，汽車信息娛樂系統(tǒng)和其他嵌入式應(yīng)用都需要類似水平的電源效率和處理能力。在所有情況下,，要正確控制和監(jiān)視微處理器電源,，以使這些處理器的性能優(yōu)勢全部發(fā)揮出來，就必須使用高度化,、高性能的電源管理 IC,。

如今的工業(yè)和醫(yī)療移動設(shè)備很多在電源加電以及給各種不同的電路加電時，都需要受控和經(jīng)過精心設(shè)計的排序功能,。實現(xiàn)系統(tǒng)靈活性及簡單的排序方法不僅使系統(tǒng)設(shè)計更容易,，也提高了系統(tǒng)可靠性,，并使單個 PMIC 在系統(tǒng)中能夠應(yīng)對更廣泛的組件,，而不是僅滿足一個具體的處理器的需求。

歷*,，許多 PMIC 尚未擁有處理這些新式系統(tǒng)和微處理器所需的功率,。任何旨在滿足已簡述之工業(yè)或醫(yī)療電源管理 IC 設(shè)計限制條件的解決方案都必須實現(xiàn)高集成度的整合,，包括大電流開關(guān)穩(wěn)壓器和 LDO、寬工作溫度范圍,、電源排序和重要參數(shù)的動態(tài) I2C 控制以及難以制作的功能部件,。此外,，具高開關(guān)頻率的器件允許使用更小的外部組件,，同時陶瓷電容器可降低輸出紋波。這種低紋波與準確,、響應(yīng)速度很快的穩(wěn)壓器相結(jié)合,，可滿足 45nm 型處理器苛刻的電壓容限要求。這樣的電源 IC 還必須能夠滿足嚴格的環(huán)境限制,，諸如提供輻射抑制,，即使輸入電壓直接由電池本身提供。

設(shè)計挑戰(zhàn)

當今的智能手機和平板電腦設(shè)計師面臨著的挑戰(zhàn),。其中包括需要高性能電源管理系統(tǒng),，以顧及日益提高的系統(tǒng)復雜性和更高的功率預算。這些系統(tǒng)努力在較長電池運行時間,、與多種電源的兼容性,、高功率密度、小尺寸,、有效的熱量管理等相互排斥的目標之間實現(xiàn)平衡,。

所有智能手機和平板電腦的一個共同目標是，在目前的水平上,，進一步降低它們所消耗的功率,。任何系統(tǒng)的功耗都能夠以兩種方式應(yīng)對：首先，跨整個負載電流范圍

限度提高轉(zhuǎn)換效率;其次,，降低 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在所有工作模式時的靜態(tài)電流,。因此，為了在降低系統(tǒng)功耗過程中發(fā)揮積極作用,，電源轉(zhuǎn)換和管理 IC 必須更高效,，且在所有工作條件下，具備更低的功耗水平,。

為了滿足這些特定要求,，凌力爾特在很多電源管理及轉(zhuǎn)換 IC 中納入了突發(fā)模式 (Burst Mode®) 技術(shù)。這種技術(shù)限度降低了 IC 本身在備用模式時所需的電流,。在很多情況下,，這種備用靜態(tài)電流低于 20mA。

直到不久前,，鋰離子電池供電產(chǎn)品的設(shè)計師一直用兩種基本方法應(yīng)對由于電池尺寸小因而容量有限的挑戰(zhàn),。一種方法是設(shè)計使用單獨組件的系統(tǒng),，每個組件為單一功能而優(yōu)化。這種方法提供的設(shè)計,、布局和熱量管理靈活性,，同時使每種功能實現(xiàn)了恰當?shù)男阅芩健５沁@種方法有一個主要缺點,，即成本相對較高,，需要占用大量電路板空間，以滿足日益增加的功能需求,。

另一種替代方案是設(shè)計師可以從多種高集成度 PMIC 中進行選擇,。這些器件所支持的功能通常超出大多數(shù)應(yīng)用的實際需要，包括開關(guān) DC/DC 控制器,、單片式開關(guān)電源和眾多集成型 LDO 與無關(guān)的混合信號功能部件 (例如：觸屏控制器,、音頻編等等) 的笨拙組合。結(jié)果,，這些 PMIC 可能十分笨拙,，難以使用，而且大多數(shù)需要僅為器件接通而大量投資開發(fā)固件,。這類產(chǎn)品往往更重視集成而不是性能,，常常由于將熱量集中到產(chǎn)品內(nèi)的單個“熱點” 上而使熱量管理更加復雜。諷刺的是這類高集成度解決方案也需要占用相對較多的電路板空間,，因為它們的封裝較大,、引腳數(shù)較多。后,，這類解決方案迫使設(shè)計師大膽安排電路板布局,，以顧及所有有關(guān)外部組件 (MOSFET、電感器,、二極管和各種無源組件),，以及顧及從 PMIC 跨整個系統(tǒng)到各種負載所需的有關(guān)布線。

不過,，現(xiàn)在有一種新的方法可用,，這種方法介于使用多個電源 IC 或使用高度復雜的 PMIC 這兩種方法之間，是一種適度集成但功能強大的 PMIC,。這個 IC 就是凌力爾特不久前推出的 LTC3676 / LTC3676-1,。

LTC3676 / LTC3676-1 是完整的電源管理解決方案，適用于飛思卡爾 i.MX6 處理器,、基于 ARM 的處理器以及其他*進的便攜式微處理器系統(tǒng),。LTC3676 / LTC3676-1 含有 4 個同步降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，每個都可為內(nèi)核,、存儲器,、I/O 和系統(tǒng)級芯片 (SoC) 軌提供高達 2.5A 的電流,，該器件還含有 3 個面向低噪聲模擬電源的 300mA 線性穩(wěn)壓器。為提供 / 吸收電流和跟蹤運行情況,，LTC3676-1 配置一個 1.5A 降壓型穩(wěn)壓器,，以支持 DDR 存儲器終止，該器件還為 DDR 增加了一個 VTTR 基準輸出,。這兩個引腳從功能上取代了 LTC3676 LDO4 的使能引腳和反饋引腳,。LDO 4 仍然可通過 I2C 編程。高度可配置的電源排序功能,、動態(tài)輸出電壓調(diào)節(jié),、按鈕接口控制器以及通過 I2C 接口實現(xiàn)的穩(wěn)壓器控制功能支持多個穩(wěn)壓器,，另外通過中斷信號輸出,，還提供廣泛的狀態(tài)和故障報告。LTC3676 支持 i.MX6,、PXA 和 OMAP 處理器,，具有 8 個處于合適功率級的獨立電源軌以及動態(tài)控制和排序功能。其他特點包括接口信號,，例如：待機電壓 (VSTB) 引腳,，其同時在多達 4 個電源軌上切換編程運行與待機輸出電壓。該器件采用扁平 40 引腳 6mm x 6mm x 0.75mm 裸露焊盤 QFN 封裝,。