高集成度電源管理芯片滿足手持設(shè)備應(yīng)用需求

     目前手機(jī)、多媒體數(shù)碼音樂視聽產(chǎn)品、專業(yè)的攝像、攝影電子產(chǎn)品等都在向小型化、高集成度、更高性能方向發(fā)展。手持產(chǎn)品的多媒體功能越來越豐富，上述演進(jìn)歸功于半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展。從分離的電源芯片，到高集成的PMU，從分離的射頻、基帶、存儲器件，到單芯片SoC。高集成度的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品性能的升級以及功能的快速拓展。LDO作為其中的關(guān)鍵器件，與其發(fā)展息息相關(guān)，對于復(fù)雜的手持設(shè)備，對LDO的要求也是多方面的，涉及噪聲抑制比、靜態(tài)電流、散熱、工作溫度范圍等。

      為滿足市場需求，圣邦微電子陸續(xù)推出數(shù)款高集成度的多通道電源產(chǎn)品，例如5/7通道的DC/DC SGM2100、SGM2101，4通道的高性能射頻LDO SGM2024 SGM2026等等，滿足了國內(nèi)手持設(shè)備對高集成度、小芯片尺寸的需求，創(chuàng)造了新的市場熱點(diǎn)。

     其中，SGM2026是圣邦微電子針對系統(tǒng)多電源需求（尤其是對干擾、抑噪、高輸出穩(wěn)定度有特殊需要）推出的一款4通道200mA額定輸出電路，通道輸出PSRR高達(dá)68dB（1kHz）以上的線性穩(wěn)壓電源，可以滿足數(shù)碼相機(jī)、GPS、手機(jī)、移動數(shù)字電視等手持電子產(chǎn)品對高集成度電源管理芯片的需求。芯片管腳功能如圖1所示。

圖1 、SGM2026芯片管腳功能分布。

SGM2026基本性能參數(shù)如下：

1 輸出噪聲極低：典型情況30?Vrms(10Hz~100kHz)，可滿足大多數(shù)模擬信號處理要求；

2 每個通道在200mA負(fù)載的情況下，壓差低至220mV，可以極大的延長手持產(chǎn)品系統(tǒng)電源的壽命；

3 空載時系統(tǒng)靜態(tài)電流低至340?A，可以充分節(jié)省系統(tǒng)有限的電量，延長待機(jī)時間；

4 PSRR參數(shù)在1kHz時高達(dá)68dB,可以抑制掉絕大多數(shù)系統(tǒng)不需要的噪聲；

5 過溫保護(hù)和限流保護(hù)功能，可以保證系統(tǒng)的可靠性和安全性；

6 單路關(guān)斷功能及系統(tǒng)關(guān)斷電流低至10nA, 可以保證關(guān)機(jī)狀態(tài)下的零漏電；

7 -40℃～+85℃正常工作溫度范圍，可以滿足絕大多數(shù)行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用；

8 TQFN（3mmx3mm) 封裝，保證了有效散熱及極小尺寸，與單通道SOT23-5封裝（便攜產(chǎn)品中最普及的封裝）尺寸相同。

    就應(yīng)用領(lǐng)域來說，手機(jī)作為手持電子產(chǎn)品的集大成者，代表了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)，幾十克的重量，不到名片大小的尺寸，完成了系統(tǒng)的通話、信息的傳輸、音頻和視頻等多媒體文件的處理、網(wǎng)絡(luò)的鏈接、衛(wèi)星與地面內(nèi)容的傳輸與解析。而這些復(fù)雜的功能，通常由基帶、射頻、存儲等不同的功能單元組成，而不同的功能塊對電源的需求不同，例如時鐘部分，需要極低的噪聲和穩(wěn)定的輸出，對電源芯片具有較高的需求。同樣，射頻部分的信號發(fā)射和接收，都需要穩(wěn)定、干凈的電源，對瞬態(tài)響應(yīng)特性，也有較高的要求，系統(tǒng)的I/O端口，也需要一個穩(wěn)定電壓參考，能夠完成信號的吞吐傳輸，而基帶的內(nèi)核電源，需要高效穩(wěn)定，保證足夠長的工作時間。[!--empirenews.page--]

     圣邦微電子的SGM2026在TD-SCDMA平臺和CDMA手機(jī)平臺上得到了廣泛的應(yīng)用，在多家設(shè)計(jì)公司的方案中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，無論在性能和體積上，為各種方案的及時有效的實(shí)現(xiàn)，提供了較大的便利?？梢员ＷC客戶用簡單的方式，來完成一個復(fù)雜的PMU來實(shí)現(xiàn)的上電、去電時序控制，有效的節(jié)省了整個系統(tǒng)成本及性能。應(yīng)用線路如圖2所示。

 圖2：SGM2026在TD-SCDMA平臺和CDMA手機(jī)平臺上的應(yīng)用線路圖。

   圖3描述了SGM2026的功能實(shí)現(xiàn)案例。在市面部分手機(jī)平臺中，通過SGM2026,產(chǎn)生4路獨(dú)立的2.8V電壓，每一路都可以根據(jù)系統(tǒng)上電時序的要求，控制輸出，例如：系統(tǒng)基帶需要的鎖相環(huán)電壓 Vpll, 射頻收發(fā)用的電壓基準(zhǔn)，Vtx / Vrx, 以及給外圍輔助系統(tǒng)例如FM，WiFi等功能模塊用Vi/o... 當(dāng)系統(tǒng)上電時，需要先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后打開外圍的射頻及其他的輔助單元，之后根據(jù)用戶需求，啟動FM或者WiFi等功能模塊。SGM2026的4組輸出單獨(dú)控制的設(shè)計(jì)方式，可以滿足用戶根據(jù)系統(tǒng)要求時序上電。而且SGM2026具有不同通道間的高隔離度，每路輸出電壓的低噪聲（<30?VRMS)，以及對于電源噪聲的高抑制比(>70dB，1kHz)，這些特性恰好可以滿足手機(jī)系統(tǒng)基帶和射頻對電源的高度可靠性、穩(wěn)定性和高噪聲抑制能力需求。此外，高集成度帶來的成本降低，也迎合了經(jīng)濟(jì)不景氣時代的產(chǎn)品需求。

     手機(jī)系統(tǒng)需要的是高度可靠的穩(wěn)定性和噪聲抑制能力，而方案設(shè)計(jì)公司在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的過程中，充分考慮了芯片的熱耗散控制、系統(tǒng)噪聲的抑制等因素，通過優(yōu)化布線實(shí)現(xiàn)散熱處理，盡可能近的系統(tǒng)走線，使輸出靠近負(fù)載端，以及按照不同單元參數(shù)特性（模擬、數(shù)字），充分考慮系統(tǒng)電源的共地設(shè)計(jì)，來降低因?yàn)?strong>高集成度帶來的未知風(fēng)險(xiǎn)，例如負(fù)載容性參數(shù)超出規(guī)范，不同通道間的干擾造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定等等。而不同通道的單獨(dú)控制，配合系統(tǒng)必須的時序控制，客戶設(shè)計(jì)過程中考慮了可能存在的電源倒灌等風(fēng)險(xiǎn)。利用對地下拉等方式，避免芯片的控制失效。通過選擇具有快關(guān)斷特性的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)上電、去電的時序規(guī)范控制，采用2~3顆產(chǎn)品即可實(shí)現(xiàn)多路系統(tǒng)電源，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

 圖3：基于SGM2026的手機(jī)功能實(shí)現(xiàn)案例。