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移動因特網設備(MID)系統電源構建
摘要: 移動因特網設備(MID)是一種集成了無線通信與計算功能的新興產品,旨在提供比筆記本電腦更高的便攜性和比手機更大的顯示屏。MID系統的框圖如下圖所示。
Abstract:
Key words :

移動因特網設備(MID)是一種集成了無線通信與計算功能的新興產品,旨在提供比筆記本電腦更高的便攜性和比手機更大的顯示屏。

  MID系統的框圖如下圖所示。

  

MID系統<a class=電源構建(電子系統設計)" src="http://files.chinaaet.com/images/20110315/4d62c43d-03fb-449f-af3b-1389c558c908.jpg" style="width: 443px; height: 290px" />

 

  整個方案以CPU為核心,配合外圍的音視頻和存儲等器件,共同構成了MID系統。其各個部分分別對應的電源系統如下圖所示:

  

MID系統電源構建(電子系統設計)

 

  整個電源系統從AC-DC適配器開始,分別應用到

  a 充電管理單元(6.6-8.4V1A,兩節鋰電池充電)、

  b RTC(采用LDO輸出3.3V電壓)、

  c USB&DVI單元(12V/9V至5V,可采用高壓DC芯片同步降壓實現)、

  d LCD單元(5V升壓至10-15V實現)、

  e CPU(5V同步降壓為3.3V)、

  f 藍牙及存儲單元(5V同步降壓實現)、

  g Audio &Video Codec單元(5V經LDO實現)

  從電源系統看,AC-DC輸出后,12V轉5V是整個電源系統的銜接中最重要的一環,其穩定性和效率直接影響其后面的多個單元。這里需要耐高壓(考慮裕量,耐壓15V以上為宜),能過大電流(1.5A以上)且高效率的電源方案。

  無錫芯朋微電子有限公司針對這一應用,推出了高壓DC-DC降壓芯片AP2952。

  AP2952是一款單片同步整流降壓穩壓器,它集成了導通阻抗130mΩ的MOSFET,可以很寬的輸入電壓范圍(4.75V-18V)內提供2A的負載能力。電流模式控制使其具有很好的瞬態響應和單周期內的限流功能??烧{的軟啟動時間能避免開啟瞬間的沖擊電流,在待機模式下,輸入電流小于1uA。

  AP2952封裝為SOP8和SOP8-PP, 同時提供了緊湊的系統方案,可以最大限度的減少外圍元件。

  主要特性

  2A輸出電流

  輸入電壓范圍4.75到18V

  內部集成130mΩ的功率MOSFET

  輸出可調范圍為0.925V到15V

  效率可達95%

  可調軟啟動時間

  外圍使用低ESR瓷片電容可保證其穩定工作

  固定的450kHz工作頻率

  每個周期內都有限流功能

  具有欠壓保護功能

  散熱能力較強的SOP8和SOP8-PP封裝

  內部框圖如下圖示

  

MID系統電源構建(電子系統設計)12V轉5V方案(采用AP2952電源管理芯片)

 

  

MID系統電源構建(電子系統設計)

 

  1)FB端電阻值

  

MID系統電源構建(電子系統設計)

 

  其中Vfb=0.925V(內置EA),Vout=5.0V,取R2=10KΩ(推薦典型值),則由上 式可計算出R1=44.2KΩ。

  2)SW端電感L1的取值,

  

MID系統電源構建(電子系統設計)

 

  其中fs=450KHz,Vout=5V,Vin=12V,

  ΔIL=IL*r,r為電流紋波率,取r=0.4(參考美國Sanjaya Maniktala 編著的《精通開關電源》(人民郵電出版社)第52頁“r的最佳值”一節),則

  ΔIL=IL*r=1.5A*0.4=0.6A

  代入L公式,可得L=10.8uH ,取L為10uH。

  3)Comp腳R3 C3的取值,推薦用 6.8K 和 3.9nF的RC電路補償

  4)GND 芯片地端

  5)BS端(High-side Gate Boost input),接0.01uF的電容至SW端

  6)輸入電壓12V直接連到IN端,接100K電阻連到EN端。

  測試的效率曲線如下圖示,12V輸入 5V輸出1.5A時效率可達90%。

  

MID系統電源構建(電子系統設計)

 

  除了在MID中的應用,AP2952適用于DVB,Notebook和DSP power supply的高壓DC-DC轉換電路。AP2952的批量應用已近開始,優異的性能和獨特的高壓工藝為致力于高壓DC-DC電源管理的工程師們提供了新的選擇。

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