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

在當今的電子設(shè)備領(lǐng)域，特別是對于需要低功耗運行的便攜式設(shè)備，如智能手機、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，它集成了多個高性能、低工作電流的電源，同時具備監(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大的計算和多媒體能力。這兩款I(lǐng)C集成了七個高性能、低工作電流的電源，包括三個降壓型DC - DC輸出（V1、V2和V3）、三個線性穩(wěn)壓器（V4、V5和V6）以及一個始終開啟的輸出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1300mA的負載電流。
• V2：在MAX1586A和MAX1587A中預設(shè)為1.8V或2.5V，在MAX1586B中預設(shè)為3.3V或2.5V，也可通過外部電阻進行調(diào)整，可提供高達900mA的負載電流。
• V3：為微處理器核心供電，輸出電壓可通過I2C串行接口在0.7V至1.475V之間以25mV的步長進行設(shè)置，在MAX1586A、MAX1586B和MAX1587A中可提供高達500mA的負載電流，在MAX1586C和MAX1587C中可提供高達1A的負載電流。

線性穩(wěn)壓器

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

始終開啟的輸出V7

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

關(guān)鍵特性

高效性能

所有DC - DC輸出均采用快速的1MHz PWM開關(guān)和小型外部組件，在輕負載時可自動從PWM模式切換到跳周期模式，以降低工作電流并延長電池壽命。內(nèi)部n通道同步整流器消除了對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V1和V2的睡眠LDO開啟時，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的輸出電壓可以預設(shè)，也可以通過電阻分壓器進行調(diào)整；V3的輸出電壓可通過I2C串行接口進行編程；V6的輸出電壓可通過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)定運行。

詳細工作原理

同步整流

內(nèi)部n通道同步整流器在每個周期的后半部分（關(guān)斷時間）開啟，此時電感兩端的電壓反轉(zhuǎn)，電感電流下降。在正常操作（非強制PWM）中，同步整流器在周期結(jié)束時（下一個導通時間開始）或電感電流接近零時關(guān)閉。

100%占空比操作

如果在導通時間內(nèi)電感電流不足以提供負載電流，開關(guān)將保持導通，允許實現(xiàn)高達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，可在睡眠模式或負載電流非常低時使用。通過將SLP引腳拉低，可以啟用睡眠LDO。

設(shè)計要點

設(shè)置輸出電壓

• V1和V2：可以通過將FB1或FB2連接到GND或IN來設(shè)置預設(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I2C串行接口在0.7V至1.475V之間以25mV的步長進行設(shè)置。
• V6：通過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于實現(xiàn)最佳效率至關(guān)重要。一般來說，電感的飽和電流應超過峰值電感電流，額定最大直流電感電流應超過最大輸出電流。

電容選擇

輸入電容用于減少從電池或其他輸入電源汲取的電流峰值，并降低控制器中的開關(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。

補償和穩(wěn)定性

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

應用信息

擴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。可以通過添加兩個電阻來增加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布局對于實現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要。應盡量縮短承載不連續(xù)電流的導體和任何大電流路徑，并將參考和信號接地的低噪聲接地平面與電源接地平面僅在一點連接，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。在設(shè)計過程中，需要根據(jù)具體的應用需求合理選擇電感、電容和進行補償，同時注意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時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。