MAX1586/MAX1587：為低功耗便攜設(shè)備打造的高效電源管理IC

在當(dāng)今的電子設(shè)備領(lǐng)域，特別是對(duì)于需要低功耗運(yùn)行的便攜式設(shè)備，如智能手機(jī)、PDA和互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等，高效的電源管理至關(guān)重要。MAX1586/MAX1587電源管理IC就是為這類設(shè)備量身定制的解決方案，它集成了多個(gè)高性能、低工作電流的電源，同時(shí)具備監(jiān)督和管理功能。

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產(chǎn)品概述

MAX1586/MAX1587專為使用英特爾XScale微處理器的設(shè)備而優(yōu)化，這些設(shè)備通常需要在低功耗下具備強(qiáng)大的計(jì)算和多媒體能力。這兩款I(lǐng)C集成了七個(gè)高性能、低工作電流的電源，包括三個(gè)降壓型DC - DC輸出（V1、V2和V3）、三個(gè)線性穩(wěn)壓器（V4、V5和V6）以及一個(gè)始終開(kāi)啟的輸出V7（英特爾VCC_BATT）。

降壓型DC - DC轉(zhuǎn)換器

• V1：為I/O和外設(shè)提供3.3V或可調(diào)輸出電壓，可提供高達(dá)1300mA的負(fù)載電流。
• V2：在MAX1586A和MAX1587A中預(yù)設(shè)為1.8V或2.5V，在MAX1586B中預(yù)設(shè)為3.3V或2.5V，也可通過(guò)外部電阻進(jìn)行調(diào)整，可提供高達(dá)900mA的負(fù)載電流。
• V3：為微處理器核心供電，輸出電壓可通過(guò)I2C串行接口在0.7V至1.475V之間以25mV的步長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置，在MAX1586A、MAX1586B和MAX1587A中可提供高達(dá)500mA的負(fù)載電流，在MAX1586C和MAX1587C中可提供高達(dá)1A的負(fù)載電流。

線性穩(wěn)壓器

• V4：為PLL提供固定的1.3V輸出，可提供高達(dá)35mA的負(fù)載電流。
• V5：為CPU SRAM提供固定的1.1V輸出，可提供高達(dá)35mA的負(fù)載電流。
• V6：僅在MAX1586中存在，輸出電壓可通過(guò)I2C串行接口編程為0V、1.8V、2.5V或3.0V，可提供高達(dá)35mA的負(fù)載電流。

始終開(kāi)啟的輸出V7

V7始終處于活動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)ON1為高且V1處于穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，V7由V1供電；當(dāng)ON1為低或V1超出穩(wěn)壓范圍時(shí)，V7由備份電池BKBT供電，可提供高達(dá)30mA的負(fù)載電流。

關(guān)鍵特性

高效性能

所有DC - DC輸出均采用快速的1MHz PWM開(kāi)關(guān)和小型外部組件，在輕負(fù)載時(shí)可自動(dòng)從PWM模式切換到跳周期模式，以降低工作電流并延長(zhǎng)電池壽命。內(nèi)部n通道同步整流器消除了對(duì)外部肖特基二極管的需求，提高了效率。

低靜態(tài)電流

在不同的工作模式下，MAX1586/MAX1587都能保持較低的靜態(tài)電流。例如，在睡眠模式下，當(dāng)V1和V2的睡眠LDO開(kāi)啟時(shí)，電流僅為60μA；在深度睡眠模式下，除V7外所有電源關(guān)閉，V7由備份電池供電，電流低至5μA（MAX1587）或32μA（MAX1586）。

靈活的輸出電壓設(shè)置

V1和V2的輸出電壓可以預(yù)設(shè)，也可以通過(guò)電阻分壓器進(jìn)行調(diào)整；V3的輸出電壓可通過(guò)I2C串行接口進(jìn)行編程；V6的輸出電壓可通過(guò)I2C串行接口編程為不同的值。

監(jiān)督和管理功能

包括欠壓鎖定（UVLO）、死電池和低電池比較器、復(fù)位輸出（RSO）、電源正常輸出（POK）和備份電池輸入（BKBT）等功能，可確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

詳細(xì)工作原理

同步整流

內(nèi)部n通道同步整流器在每個(gè)周期的后半部分（關(guān)斷時(shí)間）開(kāi)啟，此時(shí)電感兩端的電壓反轉(zhuǎn)，電感電流下降。在正常操作（非強(qiáng)制PWM）中，同步整流器在周期結(jié)束時(shí)（下一個(gè)導(dǎo)通時(shí)間開(kāi)始）或電感電流接近零時(shí)關(guān)閉。

100%占空比操作

如果在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)電感電流不足以提供負(fù)載電流，開(kāi)關(guān)將保持導(dǎo)通，允許實(shí)現(xiàn)高達(dá)100%的占空比操作。這使得輸出電壓在輸入電壓接近穩(wěn)壓電壓時(shí)仍能保持穩(wěn)定。

睡眠LDO

V1和V2除了高效的降壓轉(zhuǎn)換器外，還配備了低靜態(tài)電流、低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器，可在睡眠模式或負(fù)載電流非常低時(shí)使用。通過(guò)將SLP引腳拉低，可以啟用睡眠LDO。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)置輸出電壓

• V1和V2：可以通過(guò)將FB1或FB2連接到GND或IN來(lái)設(shè)置預(yù)設(shè)輸出電壓，也可以使用電阻分壓器將其設(shè)置為其他值。
• V3：通過(guò)I2C串行接口在0.7V至1.475V之間以25mV的步長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置。
• V6：通過(guò)I2C串行接口編程為0V、1.8V、2.5V或3.0V。

電感選擇

選擇合適的電感值對(duì)于實(shí)現(xiàn)最佳效率至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō)，電感的飽和電流應(yīng)超過(guò)峰值電感電流，額定最大直流電感電流應(yīng)超過(guò)最大輸出電流。

電容選擇

輸入電容用于減少?gòu)碾姵鼗蚱渌斎腚娫醇橙〉碾娏鞣逯?，并降低控制器中的開(kāi)關(guān)噪聲；輸出電容用于保持輸出紋波小，并確?？刂骗h(huán)路的穩(wěn)定性。

補(bǔ)償和穩(wěn)定性

為了確保降壓轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。關(guān)鍵步驟包括設(shè)置補(bǔ)償RC零點(diǎn)以抵消RLOAD COUT極點(diǎn)，并將環(huán)路交叉頻率設(shè)置在開(kāi)關(guān)頻率的1/10或更低。

應(yīng)用信息

擴(kuò)展最大核心電壓范圍

在某些情況下，可能需要更高的CPU核心電壓。可以通過(guò)添加兩個(gè)電阻來(lái)增加V3的電壓范圍，如圖7所示。

備份電池和V7配置

根據(jù)不同的系統(tǒng)需求，可以選擇不同的備份電池配置，如使用一次性鋰電池、可充電鋰電池或NiMH電池等。

PCB布局和布線

良好的PCB布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要。應(yīng)盡量縮短承載不連續(xù)電流的導(dǎo)體和任何大電流路徑，并將參考和信號(hào)接地的低噪聲接地平面與電源接地平面僅在一點(diǎn)連接，以減少電源接地電流的影響。

總結(jié)

MAX1586/MAX1587電源管理IC為使用英特爾XScale微處理器的便攜式設(shè)備提供了高效、靈活的電源解決方案。它集成了多個(gè)高性能電源和監(jiān)督管理功能，具有低靜態(tài)電流、靈活的輸出電壓設(shè)置和良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求合理選擇電感、電容和進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)注意PCB布局和布線，以確保系統(tǒng)的最佳性能。你在使用這類電源管理IC時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。