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3 高級電源管理裝置PMU
在開發電池直接供電設備(如手機、PMP、DSC)時，如果電源系統設計不合理，整個系統架構、軟件設計和電源分配架構將受到影響。與此同時，在系統設計中，設計人員應更多地考慮如何節省電池電量，為了降低電池電流，當今的便攜式產品處理器通常具有多種工作模式（待機、睡眠、深度睡眠），即當用戶系統不需要全負荷運行時，處理器可進入較少功耗的低功率模式。
從便攜式產品電源管理的開發趨勢來看，系統設計人員需考慮以下幾個方面：高靈活性、高集成性和高效。解決這些難題的常用方法是選擇一種具有可編程性的電源管理裝置來管理電源系統。美國國家半導體推出的LP8720是一款非常智能且高效的電源管理解決方案，其尺寸為2.5 mm×2.0 mm×0.6 mm，微表面貼裝組件（SMD）封裝的多功能可編程電源管理裝置。該設備集成有1個基于動態電壓調節(DVS)的高效400 mA逐降DC/DC轉換器、5個低噪音低壓差(LDO)穩壓器和1個400 kHz I2C可兼容接口。
具有中斷功能特性的LP8720將發出一個熱關機預警中斷信號并啟動熱關機。設備帶有一個用來設置默認電壓和啟動順序的控制輸入DELSEL，且必須和電池（BATT）牢牢相連或牢牢接地（GND）、或讓其浮接（Hi-Z），以作特定應用。當供電應用設備時，處理器LP8720用作子PMU，且可在待機模式下通過I2C首先對其進行編程（設置），以獲得預期電壓和順序，這對不同的多媒體處理器相當有用。LP8720還帶有另一個用來設置串行接口的從機地址的控制輸入IDSEL，也必須和電池（BATT）牢牢相連或牢牢接地（GND）、或讓其浮接（Hi-Z），以獲得不同的I2C地址。
如果LDO的負載電流和降壓轉換器負載電流的總和不超過5 mA，則用戶可將LP8720設置成睡眠模式。在睡眠模式下，PMU的靜態電流在降壓轉換器和LDO1啟用的情況下將進一步降低至100 ?滋A。在睡眠模式下，LDO和降壓轉換器不可負載大電流。LP8720在兩種情況下可進入睡眠模式：一種是通過串行接口來控制；另一種是通過DVS-插腳來控制。
LP8720的降壓轉換器通過I2C和GPIO支持動態電壓調節，這意味著系統設計人員可根據其偏好，使用I2C或GPIO來實現DVS。通過2 MHz的切換頻率來使用2.2 ?滋H的小電感器。自動PFM/PWM開關保證降壓轉換器能在不同負載情況下高效工作。可通過選擇外部反饋電阻器網絡來設置降壓轉換器輸出電壓，如圖1所示。可調節Vout來使FB插腳處的電壓等于0.5 V。FB插腳至接地（RFB2）的電阻約為200 k?贅，這有助于讓流經電阻器網絡的電流保持在最小值，但仍足夠大，不會受噪音的影響。對大于或等于0.8 V的輸出電壓，應通過附裝電容器C1來增加零傳遞功能。
在LP8720上共有5個LDO，分別為A型LDO（LDO 2，3）、D型LDO(LDO 1，5)、LO型LDO(LDO4)。A型LDO為供電模擬負載進行優化，且具有超低的噪音(15 μVRMS)和極佳的PSRR（70 dB）性能；D型LDO為良好的動態性能進行優化，以向快速變化（數字）負載供電；LO型LDO為低輸出電壓和良好的動態性能進行優化，以向快速變化（數字）負載供電。專門設計的LO型LDO可利用降壓轉換器的輸出作為輸入電壓，以獲得比傳統線性調節器更高的效率。對于LDO，其具有10 μA的Iq。當Vin=1.8 V、Vout=1.5 V、Iout=150 mA時，可計算出LILO LDO效率如下：
如果LILO使用3.6 V電池作為輸入電源，則效率僅為42%。雖然降壓轉換器存在一部分效率損失，改進的結果仍相當可觀。因此，該技術可將便攜式應用設備的電池壽命最大化，并最大限度地減少熱損耗。
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