摘要:該文章主要介紹了高壓大功率降壓DCDC芯片AP295模壓電感3在基于ARM架構上網本上的應用,以及AP2953的結構特性,應用設計和使用特點。
隨著網絡速度的提升與普及,低價位、續(xù)航時間長的上網本愈來愈貼片電感受到消費者的青睞。ARM架構的上網本以其體積小、重量輕、成本低、功耗小、持久續(xù)航力、生產和維護簡單而受到很多生產廠商和消費者的矚目。飛思卡爾(Freescale)、德州儀器(TI, Texas Instrument)、安凱(Anyka)、三星(Sa差模電感器msung)等公司基于ARM架構的處理器逐步占據一定市場。ARM架構的上網本通常用兩節(jié)或三節(jié)鋰電供電,通過高效率降壓DCDC轉換成5V電壓,再由5V電壓轉換成3.3V、2.5V、1.8V、1.2V等電壓給系統(tǒng)內部各個部分供電。ARM架構的上網本供電結構如下:
圖1:ARM架構的上網本供電結構。
突出上網本的持久續(xù)航優(yōu)勢,除需要合適的組織架構外,各電壓軌通路及器件選擇也是重要的一環(huán)。本應用方案中,通過高壓大功率DCDC—AP2953將外部適配器電壓或電池組電壓高效率地轉換為系統(tǒng)5V主電壓,然后再通過高效率低功耗DCDC—APS2406L和高精度低噪聲LDO—AP1231轉換為系統(tǒng)各部分適用的電壓或直接給相關5V模塊供電,提高電源整體轉換效率。
AP2953是無錫芯朋微電子有限公司利用自主開發(fā)的BCD工藝,專為便攜移動計算和便攜移動視頻、通信設備設計的高效率高壓高功率同步降壓轉換芯片。輸入工作電壓寬至4.75V到23V,輸出電壓0.925V可調至20V。3A的連續(xù)負載電流輸出可保證系統(tǒng)各狀態(tài)下穩(wěn)定運行。其效率高達95%,滿足各系統(tǒng)日益增強的節(jié)能和持久工作的要求。內部振蕩頻率340KHz ,以保證對系統(tǒng)其它部分的EMI干擾最小。該芯片還具有軟啟動(時間可調)和逐周期過流保護、短路保護及過溫保護功能。AP2953的內部結構方框圖如下:
圖2:AP2953的內部結構方框圖。
工作原理:AP2953是一內置兩顆MOS管的電流型控制同步整流降壓式DCDC轉換器。輸出電壓經外部電阻分壓后由誤差放大器放大,然后和內部檢測到的上管峰值電流進行比較,其結果決定了上管導通時間的占空比,而占空比變化控制輸出電壓變化,從而完成了負反饋控制。
軟啟動過程:上電時由于反饋電壓剛開始會低于0.3V,系統(tǒng)進入110KHz工作模式。內部的電流源給軟啟動電容充電,當SS腳電壓到0.925V時,軟啟動結束。
過流保護和短路保護:AP2953在每個周期都對上下管電流進行監(jiān)控。當輸出對地短路時,上管限流電阻所采樣的電壓達到所設定的限流點,芯片工作頻率變?yōu)?10KHz, COMP端被鉗位,芯片在最小占空比模式下運行。
AP2953的典型應用電路:
圖3:AP2953的典型應用電路。
AP2953的典型工作效率:
圖4:AP2953的典型工作效率。