MAX1586/MAX1587：高效低功耗電源管理IC的卓越之選

在當(dāng)今電子設(shè)備追求高性能與低功耗的時(shí)代，電源管理集成電路（PMIC）的性能直接影響著設(shè)備的整體表現(xiàn)。Maxim推出的MAX1586/MAX1587系列PMIC，專為使用Intel XScale微處理器的設(shè)備量身定制，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、PDA、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等便攜式設(shè)備，以其高效、低靜態(tài)電流和強(qiáng)大的功能，成為電子工程師在電源管理設(shè)計(jì)中的理想選擇。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1586/MAX1587集成了七個(gè)高性能、低工作電流的電源，同時(shí)具備監(jiān)控和管理功能。包括三個(gè)降壓DC - DC輸出（V1、V2、V3）、三個(gè)線性穩(wěn)壓器（V4、V5、V6）和一個(gè)始終開啟的輸出V7（Intel VCC_BATT）。這些電源輸出能夠滿足不同組件的供電需求，為設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源。

二、關(guān)鍵特性

（一）多輸出電源集成

將多個(gè)電源集成在一個(gè)芯片中，減少了外部元件的使用，節(jié)省了電路板空間，降低了成本。V1為I/O和外設(shè)提供3.3V或可調(diào)輸出電壓，V2在不同型號(hào)中預(yù)設(shè)為1.8V、2.5V或3.3V，也可通過(guò)外部電阻進(jìn)行調(diào)整，V3為微處理器核心提供串行編程輸出。

（二）低靜態(tài)電流設(shè)計(jì)

為了降低功耗，V1和V2配備了旁路“睡眠”LDO，在輸出電流非常低時(shí)可激活，有效減少電池消耗。不同工作模式下的靜態(tài)電流表現(xiàn)出色，如睡眠模式下低至60μA，關(guān)機(jī)電流僅5μA。

（三）高頻PWM開關(guān)

所有DC - DC輸出采用1MHz的快速PWM開關(guān)，允許使用小型外部組件。在輕載時(shí)，能自動(dòng)從PWM模式切換到跳周期模式，降低工作電流，延長(zhǎng)電池壽命。V3核心輸出還支持在所有負(fù)載下強(qiáng)制PWM模式，以減少噪聲。

（四）豐富的監(jiān)控和管理功能

具備欠壓鎖定（UVLO）、低電池和死電池檢測(cè)、電源OK輸出、備份電池輸入以及兩線串行接口等功能。這些功能增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電源異常情況。

三、詳細(xì)功能解析

（一）DC - DC轉(zhuǎn)換器

1. V1和V2轉(zhuǎn)換器：采用1MHz電流模式降壓轉(zhuǎn)換器，在中重負(fù)載下以低噪聲PWM模式工作，固定頻率和調(diào)制脈沖寬度產(chǎn)生的開關(guān)諧波易于過(guò)濾。內(nèi)部n溝道同步整流器提高了效率，消除了外部肖特基二極管的需求。在輕載時(shí)進(jìn)入空閑模式，僅在需要時(shí)切換以滿足負(fù)載需求。還支持100%占空比操作，確保在輸入電壓接近調(diào)節(jié)電壓時(shí)輸出電壓仍能保持穩(wěn)定。
2. V3轉(zhuǎn)換器：同樣是1MHz電流模式降壓轉(zhuǎn)換器，MAX1586A、MAX1586B和MAX1587A的V3可提供高達(dá)500mA的負(fù)載電流，MAX1586C和MAX1587C則可提供高達(dá)1A的負(fù)載電流。輸出電壓通過(guò)I2C串行接口在0.7V至1.475V之間以25mV的增量進(jìn)行設(shè)置，默認(rèn)輸出電壓為1.3V。在輕載且PWM3為低電平時(shí)，V3進(jìn)入增強(qiáng)效率的空閑模式；當(dāng)PWM3為高電平時(shí)，在所有負(fù)載條件下以低噪聲強(qiáng)制PWM模式工作。

（二）線性穩(wěn)壓器

1. V4（VCC_PLL）：提供固定的1.3V輸出，最大負(fù)載電流為35mA，電源輸入IN45通常連接到V2。
2. V5（VCC_SRAM）：提供固定的1.1V輸出，最大負(fù)載電流為35mA，電源輸入同樣為IN45。
3. V6（VCC_USIM - MAX1586 Only）：輸出電壓可通過(guò)I2C串行接口編程為0V、1.8V、2.5V或3.0V，默認(rèn)值為0V，電源輸入IN6通常連接到V1。

（三）V7始終開啟輸出

V7在V1啟用且處于調(diào)節(jié)狀態(tài)或存在備份電源時(shí)始終處于活動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)ON1為高且V1正常時(shí)，V7由V1供電；當(dāng)ON1為低或V1異常時(shí)，V7由備份電池BKBT供電，最大負(fù)載電流為30mA。

（四）監(jiān)控和管理功能

1. 欠壓鎖定（UVLO）：當(dāng)輸入電壓低于2.35V（典型值）時(shí)，UVLO電路禁用芯片，降低電池負(fù)載。
2. 復(fù)位輸出（RSO）和MR輸入：RSO在MR輸入為低或V7低于2.425V時(shí)為低電平。內(nèi)部定時(shí)器在V7上升到2.3V后延遲65ms釋放RSO，但在特定條件下可能無(wú)延遲。MR為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平輸入會(huì)使RSO輸出至少低65ms，并將V3輸出重置為默認(rèn)的1.3V。
3. 死電池和低電池比較器（DBI、LBI - MAX1586 Only）：DBI和LBI輸入監(jiān)控輸入電源，觸發(fā)DBO和LBO輸出?？赏ㄟ^(guò)連接到IN選擇工廠預(yù)設(shè)閾值，也可使用電阻分壓器進(jìn)行編程。
4. 電源OK輸出（POK）：當(dāng)任何激活的穩(wěn)壓器（V1 - V6）低于其調(diào)節(jié)閾值時(shí)，POK輸出為低電平。當(dāng)所有激活的輸出電壓在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)時(shí)，POK為高阻抗。

（五）串行接口

I2C兼容的兩線串行接口用于控制REG3（MAX1587）和REG3、REG6（MAX1586）。在VIN超過(guò)2.40V UVLO閾值且至少一個(gè)ON1 - ON6引腳有效時(shí)，串行接口工作。通過(guò)發(fā)送正確的地址和8位數(shù)據(jù)代碼進(jìn)行編程，每個(gè)傳輸序列由START和STOP條件框定。

四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）輸出電壓設(shè)置

V1和V2可通過(guò)連接FB1和FB2引腳或使用電阻分壓器進(jìn)行輸出電壓設(shè)置。V3通過(guò)I2C串行接口在0.7V至1.475V之間以25mV步長(zhǎng)設(shè)置。V4和V5提供固定輸出電壓，不可調(diào)節(jié)。V6通過(guò)I2C串行接口設(shè)置為0V、1.8V、2.5V或3.0V。V7根據(jù)V1和ON1的狀態(tài)跟蹤V1或備份電池電壓。

（二）電感選擇

為了實(shí)現(xiàn)最佳效率，應(yīng)選擇合適的電感值，使電感電流連續(xù)。合理的電感值LIDEAL可根據(jù)公式計(jì)算得出，同時(shí)要確保電感的飽和電流和額定最大直流電感電流滿足要求。

（三）電容選擇

輸入電容用于減少?gòu)碾姵鼗蚱渌斎腚娫醇橙〉碾娏鞣逯岛烷_關(guān)噪聲，輸出電容用于保持輸出紋波小并確?？刂骗h(huán)路穩(wěn)定。陶瓷電容通常是首選，因其具有較低的ESR和高頻阻抗。

（四）補(bǔ)償和穩(wěn)定性

對(duì)于REG1、REG2和REG3的補(bǔ)償，需要考慮跨導(dǎo)、電流感測(cè)放大器跨阻、反饋調(diào)節(jié)電壓、降壓輸出電壓和輸出負(fù)載等效電阻等因素。關(guān)鍵步驟包括設(shè)置補(bǔ)償RC零以抵消RLOAD COUT極點(diǎn)，以及將環(huán)路交叉頻率設(shè)置在開關(guān)頻率的1/10或更低。

五、應(yīng)用場(chǎng)景及配置

（一）應(yīng)用場(chǎng)景

廣泛應(yīng)用于PDA、掌上電腦、無(wú)線手持設(shè)備、第三代智能手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)書籍等，為這些設(shè)備提供高效穩(wěn)定的電源管理解決方案。

（二）備份電池和V7配置

1. 主備份電池：可直接連接非充電鋰硬幣電池到BKBT，V7從V1或備份電池為CPU VCC_BATT供電。
2. 無(wú)備份電池：使用小硅二極管將BKBT偏置到IN，確保DBO、RSO和POK正常工作。
3. 可充電Li+備份電池：當(dāng)主電池供電時(shí)，通過(guò)串聯(lián)電阻和二極管為可充電鋰電池充電，同時(shí)為V7和其他電源供電。
4. 可充電NiMH備份電池：使用小型DC - DC轉(zhuǎn)換器（如MAX1724）將低電池電壓升壓至3V偏置BKBT，主電源存在時(shí)通過(guò)電阻和二極管對(duì)NiMH電池進(jìn)行涓流充電。

六、PCB布局和布線

良好的PCB布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要。應(yīng)使承載不連續(xù)電流的導(dǎo)體和高電流路徑盡可能短而寬，將包含參考和信號(hào)接地的低噪聲接地平面與電源接地平面僅在一點(diǎn)連接，以減少電源接地電流的影響。電壓反饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)靠近IC，高dV/dt節(jié)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離高阻抗節(jié)點(diǎn)。

總之，MAX1586/MAX1587系列PMIC以其豐富的功能、高效的性能和靈活的配置，為電子工程師在電源管理設(shè)計(jì)中提供了強(qiáng)大的支持。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇型號(hào)，并嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要點(diǎn)和布局規(guī)則，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用這款PMIC時(shí)遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。