可定制 PMIC 如何简化电源管理系统设计

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电源管理集成电路 (PMIC) 是智能手表、恒温器、耳机、平板电脑、固态硬盘、电池充电器、视频摄像头等多种设备的重要组件。Qorvo 的可定制 PMIC 为系统设计人员提供了常规电源设备的一种替代方案,同时具有敏捷性和设计灵活性,能够适应各种应用和广泛的市场需求。
 
PMIC 市场调查
 
对电池供电设备的高需求、快节奏的技术进步以及新型半导体应用的普及,促使电源管理集成电路 (PMIC) 使用率激增。据 Market Research Future 预测,到 2025 年,PMIC 市场规模将达到 461.5 亿美元。PMIC 组件能够为许多消费类电子、电信、网络、汽车等其他应用提供全集成式高性能解决方案。系统设计人员可采用 PMIC 来优化电源管理,防止过压或过流故障,实现人机界面,管理电池使用寿命和充电,以及执行机械、机电和电子设备的许多其他控制功能。
 
自 2015 年以来,消费类电子设备推动了全球 PMIC 需求,其中可穿戴设备占最大份额。PMIC 为消费类产品制造商提供了一种解决方案,可以生产高系统性能的低成本器件。PMIC 正在迅速取代传统的分立式解决方案,包括稳压器和控制电路,可实现具有出色功效比的紧凑型器件设计。
 
图 1:电源管理集成电路应用。
 
Qorvo PMIC 详述
 
Qorvo 的 ActivePMIC™ 系列是高度可定制、可扩展的电源管理 IC 解决方案的核心。作为 Qorvo 精选的模拟和混合信号片上系统 (SoC) 组件,这些 PMIC 专为小尺寸、高能效应用设计。ActivePMIC 解决方案可利用 I2C 通信或非易失性配置矩阵进行配置,适合各种用例。ActiveCiPS(可配置创新电源)技术是 Qorvo 基于高度可编程电源功能的一种创新。智能系统管理功能使设计工程师能够使用分立解决方案中的一小部分元件。利用 ActivePMIC,器件制造商和系统工程师可以直接将电源管理功能轻松集成到系统中。此外,这些 PMIC 随时可用,并支持操作级的快速重新配置。通过简单的固件更新,同一款器件可用于多种应用。这种多功能特性非常适合无线和有线领域的各种应用。图 2 为主要 PMIC 组件的高级视图。
 
 
图 2:简单的 PMIC 框图
 
设计敏捷性和多功能性的一个关键因素就是广泛的处理器支持。通过更新 CMI(代码矩阵索引),可扩展 Qorvo PMIC 对业界领先处理器的支持范围。通过一个 IC 即可根据客户需求实现和配置多个电源管理设计。ActiveCiPS 工具可通过 GUI 和硬件电子狗简化 CMI 的编程和修改,从而为工程师提供了一种试验各种设置的方法,加快了生产步骤。一键式编程功能可将默认设置传输至 IC 的非易失性存储器中。可根据需要加载和保存默认配置。
 
不同的 Qorvo PMIC 设计适用于不同的功率水平,以适应特定应用需求。图 3 显示了低-中等功率、中等功率和高功率水平的典型应用。
 
低功率设备 - 输入电压为 2.7-5.5V)旨在尽可能延长小尺寸低压电池的使用时间,包括:
 
可穿戴设备,如智能手表、健康监测器、无线 3D 耳机、支持增强现实的智能眼镜、健身追踪器、生物智能服装、可穿戴摄像头等。
智能家居设备,如恒温器、室内和室外安全照明装置、可视门铃、智能锁、安全系统、车库开门器等。
中等功率设备, 2.7 – 5.5V, 如平板电脑、电池供电扬声器、计算机存储设备、视频摄像头、汽车远程通信设备、汽车电机控制装置、物联网连接设备、台式电脑、机器视觉设备等。
 
大功率设备, 2.7 – 16V, 如网络服务器设备、电动和混合动力汽车中的设备、电动自行车、包括割草机和修剪机在内的园艺工具、智能冰箱、智能电网基础设施、机器对机器系统、吸尘器等。
 
图 3.与各个 ActivePMIC™ 部件相关的功率水平。
 
使用带有 ActivePMIC 的 Qorvo SoC 构建电路板设计需要更少的分立元件,且占用空间更小,如图 4 所示。灵活、简化的编程流程使设计人员能够将单个 IC 应用于各种用例,从而帮助制造商缩短上市时间,降低物料成本。
 
其他优势包括:
 
支持多个功率水平, 每个 PMIC 中有许多电压轨,以及多个降压稳压器、降压-升压稳压器和 LDO 稳压器。
通过提高紧凑型封装中的元件集成密度尽可能减少电磁干扰 (EMI)。
可以设计多种多样的定制应用,包括 DC/DC 转换器、电池管理系统、智能家居应用、电机控制装置、功率损耗保护器件等。
 
图 4:分立式与集成式 PMIC 解决方案
 
Qorvo PMIC 面临的挑战和机遇
 
目前制造定制 PMIC 都将面临全球 IC 短缺和生产延迟的问题,而 ActivePMIC 的灵活性和定制能力能够让设计团队、系统架构师和制造商受益。”ActivePMICs.通过使用创新工具和简化编程,可加快 PMIC 设计进程,从而将制造商的交付时间从几个月缩短至两周或更短。
 
Qorvo PMIC 的快速设计和快速周转能力有助于公司抓住机会,将具有竞争力的产品引入新市场,这些产品采用紧凑的小尺寸;经过优化的精密设计规格;以及经过验证的集成战略,旨在构建具有较长生命周期的可靠解决方案。
 
在最新的 ActivePMIC 组件系列中,Qorvo 将设计、开发和部署具有 SoC 紧凑性和便捷性的突破性电源管理系统的技术都提升到全新水平。这些多功能 IC 有助于您节省时间、金钱和空间。
 
本文来源:Qorvo半导体
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