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在現在化的便攜式產品設計中，一方面我們需要更強的電源來應對產品更新帶來的大電流需求，另一方面，工程師們還得注意滿足其較高的便攜性要求。這要求設計師們既要注意產品電源通路上的轉換效率，設計出非常合理的電源管理系統和負載管理系統，同時又要注意到長久的電池運行時間、與多種電源的兼容性、高功率密度、小外形尺寸和有效的熱管理等。 Intersil作為業界的低功耗的領軍廠家，尤其是在電源管理的低功耗處理上，推出了一系列性能優越的產品，從產品功耗，封裝大小，轉換效率，芯片熱阻，保護電路，EMI/EMC性能，輸出電壓電流噪聲，外部補償等各方面為用戶的便攜產品設計提供新思路。 DC/DC INTERSIL推出的DC/DC ISL8012內部集成MOSFET，并具有欠壓，過壓和過溫保護功能，同時也具有硬件關斷和啟動功能，其輸入電壓最高可達13V，輸出電壓可到17V，輸出電流為600mA，開關頻率最高750KHz可調節，在一些較低的頻率(200kHz)應用中轉換效率可達92%以上,而其關斷電流可達到Intersil另一款高性能DC/DC ISL8502/ SL8560可通過編程切換頻率和外部同步顯著降低噪聲和 EMI濾波需求。它具有500kHz至1.2MHz可調的切換頻率范圍確保了高效性和較小數目的外部元件。采用耐熱增強性封裝設計，其外部補償也大大提高了設計的靈活性，廣泛應用于信息集抄,機頂盒,ADSL調制解調器,交換機,路由器，POS機等高EMI要求的場合的電源管理中. 在一些大電流的應用中，可以推薦使用EL7566，最大可以輸出6A，同時內部有過溫保護，到135度自動關斷。其標稱輸出電壓精度可達5%，轉換效率可達96%，高達1MHz的可調的開關頻率并且整個轉換器也僅僅占用不到0.58in2的空間，其工作在固定頻率PWM模式下，還可以實現外部同步。EL7554還提供了軟啟動和啟動控制，消除了浪涌電流，可以使用戶方便地使用不同配置對多路轉換器的啟動進行控制。主要應用于端點電源、DSP和CPU內核及IO電源、邏輯電源，以及各種不同類型的便攜式設備中。 LDO 低功耗LDO ISL9003A具有出色的電源抑制率，可以實現高穩定性,低噪聲, 低靜態電流與紋波抑制和高集成度設計，特別適于便攜式產品或者手機等應用，其靜態電流為30μA，關斷電流關斷電流是0.5Μa，連續輸出電流為150mA，可以對大電流階越做出快速的瞬態響應，具有出色的負載調節能力，在PDA、手機和智能電話便攜式儀器儀表、MP3播放器手持式器件，包括手持式醫療器件中應用可大大提高產品性能。 ISL9011和ISL9012是高性能雙路LDOs,通道1可提供150mA的電流,通道2可提供300mA的電流。這些器件有很低的維持電流且比較穩定,輸出電容為1?F到10?F,ESR達到200mOhms。在低紋波,高PSRR應用中,基準旁路腳允許接一個外部電容以調節噪聲濾波器。 低噪聲LDO ICL7663S可達到1%的輸出精度，并且可通過溫度系數來調節輸出精度，達到更好的性能，同時只有10uA的靜態電流，內部過流過溫保護電路，很適合應用于高精度的產品場合，比如一些手持設備，尋呼機，電池管理系統，LCD顯示模塊的等應用中。 低功耗應用 在低功耗應用中，設計者需考慮的不僅僅是省電，同時包括降低散熱成本，減小輻射干擾和熱噪聲干擾，增加產品使用壽命等等。而低功耗設計中電源的低功耗設計是最尤為重要的，它幾乎決定了整個產品低功耗設計的成敗。因此，在我們選擇電源管理中的工作模式同時，也要考慮不同方案中芯片的性能，比如輸入輸出電壓，輸出功率，體積，轉換效率等，還包括保護功能，熱阻，信噪比，紋波，工作頻率，外部電路等等。 Intersil在低功耗領域推出了很多的產品，基本上大部分產品可以應用于低功耗設計中，隨著項目需求不一樣，用戶可以在眾多的產品中選擇最合適的型號，比如低功耗LDO ISL90XX系列，靜態電流10uA，關斷電流下面介紹一個以Microchip MCU與Intersil的模擬器件為主的血氧儀的低功耗設計方案。 血氧儀用來測量血氧飽和度的電子設備，血氧飽和度是血液中被氧結合的氧合血經蛋白（HbO2）的容量占全部可結合的血紅蛋白（Hb）容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是用于表征呼吸循環的重要生理參數，正常人體動脈血氧飽和度為98%。本方案采用光電傳感器測量，利用人體的血紅蛋白對660nm的紅光和940nm的近紅外光的吸收率不一樣，測定通過手指（或耳垂等）光傳導強度，再通過軟件計算并得出血氧飽和度。 整個系統如圖1所示，紅光及紅外光經過手指或耳垂，由光電池感應出電流，經ISL28413進行I/V轉換放大，再送入MCP3425進行AD轉換，MCU根據紅光及紅外光的AD轉換結果計算得到血氧飽和度，并可順便計算出脈膊，同由LCD顯示出來。圖2為I/V轉換及信號放大的電路，光電池是電流型器件，這就需要將電流變化量轉換成為電壓變化量，以方便采集。 圖1 系統框圖 圖2 I/V轉換及放大 由于放電池感應的電流信號微弱，這就要求I/V轉換的運放必須具備非常低的輸入失調電流，ISL28413以其10pA的偏置電流、最低1.8V的工作電壓、高性價比等特性使其非常適合電池供電系統。圖中電位器選用Intersil的雙256抽頭的X95820，此路用于調節運放的增益，另一路用于后面的濾波電路。考慮到系統分辨率，這里選用一顆Microchip的16位Delta-Sigma的AD轉換器。作為AD轉換器的基準，ISL60002以業界最低工作電流350nA、20ppm/℃的溫漂成為此系統的必備之選。整體模擬電路由一顆帶EN功能的LDO供電，待機時模擬部分的電路被完全切斷，這里選用一顆ISL9003A，提供高達93dB電源抑制比的同時具有非常低的輸出噪聲。 單片機采用Microchip剛推出的帶有LCD驅動的PIC16F193x系列，它采用了最新的nanoWatt XLP技術，1.8V時典型待機電流僅為60nA。它在PIC16F91x基礎上增加了14條指令，程序空間也增加到16K，別外還增加了2個帶*功能的定時器、16通道的電容性觸摸感應模塊和一個5位分辨率的DAC。 結語 低功耗設計不僅僅看LDO DC/DC能提供輸出的電壓，電流和功率，還要考慮到器件的溫升，開關頻率，轉換效率，等一些隱性參數，在滿足負載功耗的同時，也要考慮到余量設計，芯片的保護功能也是設計者需要考慮的問題，通常內部過流，過壓，過溫保護可以減少外部電路和降低功耗，使產品達到更好的性能。INTERSIL的電源管理器件，通過不同的檔次來滿足設計者的不同需求，讓設計者在達到上述設計要求的同時，可以選擇更合理的價格的產品。 |
