移动因特网设备电源构建解析

     移动因特网设备 (MID) 是一类电子移动设备，它使客户能够随身携带他们的“移动世界”。它在便携式设备中提供了高质量视频和全页面Web 浏览体验，以便用户能充分利用网络宽带来获得优化的移动Web浏览体验。

　　MID系统的框图如下图所示。

图1 MID系统的框图

　　整个方案以CPU为，配合外围的音视频和存储等器件，共同构成了MID系统。其各个部分分别对应的电源系统如下图所示：

图2 MID系统各个部分分别对应的电源系统

　　整个电源系统从AC-DC适配器开始，应用范围：

　　a 充电管理单元（6.6-8.4V1A，两节锂电池充电）、

　　b RTC（采用LDO输出3.3V电压）、

　　c USB&DVI单元（12V/9V至5V，可采用高压DC芯片同步降压实现）、

　　d LCD单元（5V升压至10-15V实现）、

　　e CPU（5V同步降压为3.3V）、

　　f 蓝牙及存储单元（5V同步降压实现）、

　　g  Audio &Video Codec单元（5V经LDO实现）

　　从电源系统看，AC-DC输出后，12V转5V是整个电源系统的衔接中重要的一环，其稳定性和效率直接影响其后面的多个单元。这里需要耐高压（考虑裕量，耐压15V以上为宜），能过大电流（1.5A以上）且高效率的电源方案。

　　无锡芯朋微电子有限公司针对这一应用，推出了高压DC-DC降压芯片AP2952。

　　AP2952是一款单片同步整流降压稳压器，它集成了导通阻抗130m?的MOSFET，可以很宽的输入电压范围（4.75V-18V）内提供2A的负载能力。电流模式控制使其具有很好的瞬态响应和单周期内的限流功能。可调的软启动时间能避免开启瞬间的冲击电流，在待机模式下，输入电流小于1uA。

　　AP2952封装为SOP8和SOP8-PP, 同时提供了紧凑的系统方案，可以限度的减少外围元件。

　　主要特性

　　●2A输出电流

　　●输入电压范围4.75到18V

　　●内部集成130m的功率MOSFET

　　●输出可调范围为0.925V到15V

　　●效率可达95%

　　●可调软启动时间

　　●外围使用低ESR瓷片电容可保证其稳定工作

　　●固定的450kHz工作频率

　　●每个周期内都有限流功能

　　●具有欠压保护功能

　　●散热能力较强的SOP8和SOP8-PP封装

　　内部框图

图3 内部框图

　　12V转5V方案（采用AP2952电源管理芯片）

图4 12V转5V方案（采用AP2952电源管理芯片）

　　1）FB端电阻值

　　其中Vfb=0.925V（内置EA），Vout=5.0V，取R2=10KΩ（推荐典型值），则由上式可计算出R1=44.2KΩ。

　　2）SW端电感L1的取值

　　其中fs=450KHz，Vout=5V，Vin=12V ，

　　ΔIL=IL*r，r为电流纹波率，取r=0.4（参考美国Sanjaya Maniktala 编着的《精通开关电源》（人民邮电出版社）第52页“r的值”一节），则

　　ΔIL=IL*r=1.5A*0.4=0.6A

　　代入L公式，可得L=10.8uH ，取L为10uH。

　　3）Comp脚R3 C3的取值，推荐用 6.8K 和 3.9nF的RC电路补偿

　　4）GND 芯片地端

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

　　6）输入电压12V直接连到IN端，接100K电阻连到EN端。

　　测试的效率曲线如下图示，12V输入 5V输出1.5A时效率可达90%。

图5 测试的效率曲线图

　　除了在MID中的应用，AP2952适用于DVB，Notebook和DSP power supply的高压DC-DC转换电路。AP2952的批量应用已近开始，优异的性能和独特的高压工艺为致力于高压DC-DC电源管理的工程师们提供了新的选择。