AP2953在基于ARM架構(gòu)上網(wǎng)本上的應(yīng)用介紹

摘要：該文章主要介紹了高壓大功率降壓DCDC芯片AP2953在基于ARM架構(gòu)上網(wǎng)本上的應(yīng)用，以及AP2953的結(jié)構(gòu)特性，應(yīng)用設(shè)計和使用特點。

隨著網(wǎng)絡(luò)速度的提升與普及，低價位、續(xù)航時間長的上網(wǎng)本愈來愈受到消費者的青睞。ARM架構(gòu)的上網(wǎng)本以其體積小、重量輕、成本低、功耗小、持久續(xù)航力、生產(chǎn)和維護(hù)簡單而受到很多生產(chǎn)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（Samsung）等公司基于ARM架構(gòu)的處理器逐步占據(jù)一定市場。ARM架構(gòu)的上網(wǎng)本通常用兩節(jié)或三節(jié)鋰電供電，通過高效率降壓DCDC轉(zhuǎn)換成5V電壓，再由5V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V、2.5V、1.8V、1.2V等電壓給系統(tǒng)內(nèi)部各個部分供電。ARM架構(gòu)的上網(wǎng)本供電結(jié)構(gòu)如下： 

圖1：ARM架構(gòu)的上網(wǎng)本供電結(jié)構(gòu)。

突出上網(wǎng)本的持久續(xù)航優(yōu)勢，除需要合適的組織架構(gòu)外，各電壓軌通路及器件選擇也是重要的一環(huán)。本應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換為系統(tǒng)各部分適用的電壓或直接給相關(guān)5V模塊供電，提高電源整體轉(zhuǎn)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(shè)備設(shè)計的高效率高壓高功率同步降壓轉(zhuǎn)換芯片。輸入工作電壓寬至4.75V到23V，輸出電壓0.925V可調(diào)至20V。3A的連續(xù)負(fù)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(dá)95%，滿足各系統(tǒng)日益增強(qiáng)的節(jié)能和持久工作的要求。內(nèi)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(diào)）和逐周期過流保護(hù)、短路保護(hù)及過溫保護(hù)功能。AP2953的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如下：

圖2：AP2953的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖。

工作原理：AP2953是一內(nèi)置兩顆MOS管的電流型控制同步整流降壓式DCDC轉(zhuǎn)換器。輸出電壓經(jīng)外部電阻分壓后由誤差放大器放大，然后和內(nèi)部檢測到的上管峰值電流進(jìn)行比較，其結(jié)果決定了上管導(dǎo)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(fù)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(jìn)入110KHz工作模式。內(nèi)部的電流源給軟啟動電容充電，當(dāng)SS腳電壓到0.925V時，軟啟動結(jié)束。

過流保護(hù)和短路保護(hù)：AP2953在每個周期都對上下管電流進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)輸出對地短路時，上管限流電阻所采樣的電壓達(dá)到所設(shè)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(yīng)用電路：

圖3：AP2953的典型應(yīng)用電路。

AP2953的典型工作效率：

圖4：AP2953的典型工作效率。