通过新一代电源管理器件满足严格的空间限制要求 消费电子, 稳压器, 转换器, 下一代, 直流电

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在如今我们生活的“智能世界”中，电子互联设备越来越多。虽然各种移动和互联设备在设计方面日趋复杂化，甚至便携、消费电子或工业应用领域里最基本的设备都要依赖于各种不同的电子子系统。每个子系统都需要特定的直流电压电源，这意味着需要许多电源管理电路，以便提供不同的电源电压。诸如低压差(LDO)稳压器，DC/DC转换器和基准电压源之类的电路，不仅要提供精确的电压和高功效，还需要设计得越来越小，以满足空间至关重要的应用要求，尤其是在移动消费领域。
移动和便携式产品市场是一个瞬息万变的市场。下一代移动互联设备实现的功能和连接越来越多，包括USB、蓝牙或WIFI等行之有效的方法，或HDMI等显示选项，与此同时，除对PCB元件尺寸有某些非常严格的限制之外，为保持并延长电池寿命，对电源效率提出了更高要求。
在提供高度可靠和高效管理器件方面，恩智浦已取得了一些非常显著的进步，同时还采用节省空间的最新封装技术。最近，该公司更关注标准线性电源管理应用，并增加了相关投资。恩智浦提供一系列极具吸引力的电源管理产品，这些产品非常适合各种电压和应用环境，为移动产品提供了高可靠性和长电池寿命，同时还最大限度地减少电路板空间。恩智浦的标准线性产品组合包括低压差(LDO)稳压器，DC/DC转换器和基准电压源，所有这些都采用多种封装形式，包括极小的薄型封装选项，以满足最苛刻的应用需求。
该公司在许多消费应用市场的不少标准线性产品组合设计方案已获采纳，包括多个智能手机市场上的领先品牌、媒体播放器和平板电脑等移动设备、投影仪、打印机以及高端咖啡机等家用设备。此外，小型LDO还设计用于相机和传感器等模块中。
恩智浦标准线性产品组合中的主要器件
稳压器用于在一定输入电压范围内提供稳定的电源电压，而不管负载为何。在电源电压和负载电压差异很小的应用中(如电池供电的器件中)，LDO稳压器是理想的选择。
LD6805和LD6835 LDO稳压器
恩智浦的LD6805和LD6835属小型LDO稳压器系列，分别为LD6805和LD6835提供2.3至5.5V和1.75至5.5V的工作电压范围。这些器件提供1.2至3.6V的固定输出电压。
这些LDO具有高电源抑制比(PSRR)，在1kHz时为75dB(见图1)。高PSSR LDO是用于后DC/DC调节电路的理想选择。


图1 – LD6805/LD6835的PSRR特性
LD6805和LD6835系列采用1 x 1 x 0.55mm DFN1010C-4塑料封装(所谓的“钻石”封装，见图2)，即现代通信行业常见的封装。这使其非常适用于要求元件小型化以确保高电池寿命的便携式应用。此外，这种封装具有很好的散热性能。


图2 – 采用超小型DFN1010C-4封装的LD6805和LD6835 LDO稳压器
LD6806超LDO稳压器
LD6806系列是具有超低压降的小型LDO稳压器，额定电流200mA时仅为60mV(典型值)。输入电压范围为2.3V至5.5V，输出电压范围固定为1.2V至3.6V。该器件采用不同的表面贴装封装，包括0.4mm间距的超小型芯片级封装(尺寸仅为0.76 x0.76mm)和无铅SOT886或SOT753 (SOT23-5)塑料封装。LD6806在工业温度范围(–40至+85°C)的压降特性见图3。


图3 – LD6806 I-V 压降特性与温度的关系
低压降输出电压特性使该器件非常适合输入电压非常接近所需输出电压的电池驱动型应用。超小型尺寸也使得LD6806系列非常适合智能手机等需要微型元件的应用。
LD6815 LDO稳压器(有铅元件)
除领先的消费表面贴装封装外，LD6815 LDO稳压器系列还采用尺寸为2.9 x 1.5 x 1.0mm的SOT753(SOT23-5)标准封装。这种封装可实现最佳的散热，非常适合消费电子、计算和工业市场中的各种应用。这些应用大多需要调节通过电源适配器供电的子电路。LD6815的电气特性包括75dB的高电源抑制比(PSRR)和低压降(额定电流为150mA时为250mV)，从而确保出色的工作稳定性。
DC6MDC/DC降压转换器
封装越来越小的便携式和移动产品中的关键问题是空间受限。DC6M系列提供超小型晶圆级芯片级封装，尺寸仅为0.8×1.2mm。由于工作频率高达6MHz，因此有必要使用仅470nH的极小输出电感。这导致PCB的尺寸非常小，对于DC/DC唯一需要的外部元件是输入和输出端的电容以及输出端的电感。为避免这些高频DC/DC变换器的噪声问题，优化后的DC6M系列在整个0至650mA的负载范围内提供小于10mV低输出电压纹波。
在高达7mV的典型电源电压条件下，DC6M的电压纹波特性如图4所示。


图4 – DC6M输出电压波纹
TL431电压基准
电压基准系列完善了恩智浦的电源管理产品组合，针对TL431的2.495V，这些都是隔离开关式电源(SMPS)应用的理想选择。该系列采用2.9 x 1.3 x 1mm SOT23封装，符合AEC-Q100标准，即汽车IC的临界应力测试标准。
应用示例
i - 用于NAND闪存的LD6806 LDO稳压器
如图5所示，LD6806为NAND闪存提供非常低的压降电压，使其非常适合于电池供电的应用。这类应用中的压差非常小，随电池的放电还将减少。LD6806也可置于负载点旁，通过PCB走线补偿压降。


图5 – 为NAND闪存供电的LD6806
LD68xx系列LDO也可以用来在Cortex-M0微控制器方案应用中提供几毫安的电流，也可用于需要几百毫安的具有众多I/O和外设功能的应用(见图6)。


图6 - LD6806 LDO和Cortex-M0 LPC810 MCU
ii-用于微控制器的LD6938 LDO稳压器
LD6938双LDO可以为跨越两个电压域的微控制器供电：例如，在基于LPC3220 ARM9内核的微控制器应用中提供1.2V和3.3V(见图7)。


图7 - LD6938 LDO和ARM9 LPC3220 MCU
iii - 针对CMOS传感器的LD6805K LDO稳压器和DC6M DC/DC降压转换器
组合使用LDO和DC/DC器件的典型便携式应用如图8所示，其中LD6805K LDO和DC6M DC/DC降压转换器为摄像头应用中的CMOS传感器供电。


图8 - 为CMOS传感器供电的LD6805K和DC6M
DC6M为CMOS传感器的数字内核和I/O部件提供高效电源。DC6M PCB尺寸极小，不仅因为其芯片级封装，而且还因为其6MHz的开关频率，从而允许使用非常小的外部元件。LD6805的高PSSR意味着供给CMOS传感器的模拟电压不会有任何电源噪声。此外，DC6M提供出色的纹波性能，这也有助于尽可能降低噪声。
智能世界的技术
为智能世界开发高效节能和功能丰富的移动互联便携式设备，所面临的重要挑战是开发推出尖端电源管理技术。恩智浦结合世界一流水平的制造能力(包括强大的芯片开发和应用专业知识)，面向各类市场和众多便携式应用客户，不断推出先进的电源管理解决方案。