使用 PMIC 为 SoC 供电的五个简单步骤

[导读]随着越来越多的设计超越了更简单的微控制器的功能，今天我将向我们介绍为片上系统 (SoC) 供电的基本注意事项。我们需要做的第一件事是调出所选 SoC 的数据表或技术参考手册。

随着越来越多的设计超越了更简单的微控制器的功能，今天我将向我们介绍为片上系统 (SoC) 供电的基本注意事项。我们需要做的第一件事是调出所选 SoC 的数据表或技术参考手册。

为 SoC 供电的 PMIC 示例

这些文档中有五个条件可以帮助我们定义特定处理器或 SoC 的电源方案：

1. 绝对 最大额定值。这些额定值定义了如果超出会损坏设备的条件。如果我们担心损坏我们的新处理器，我们肯定需要知道该设备可以承受什么

2. 典型的电源域。 SoC 集成了通常在不同电压水平下运行的功能，需要单独的电源。例如，ARM 设备通常使用独立于 SoC 域的 ARM 内核的专用电源，SoC 域包含集成到设备中的其余功能。其他常见域包括用于逻辑和通信外设的输入/输出 (I/O) 域，以及取决于所选存储器类型的存储器域。我们会在数据表中以类似于“推荐工作条件”的标题找到特定电压，通常包含最小值、典型值和最大值的某种组合。

3. 电源顺序要求。我们不仅需要为所需域提供足够的电压，还需要确保以正确的顺序启用和禁用内部域，以避免出现电流泄漏或闩锁等非理想行为。这通常通过延迟特定域的状态变化来实现，直到先决域稳定或超过特定电压。有时，电源排序要求会列出为域供电的顺序，而其他数据表可能会详细说明特定域之间的最大允许电压差或所需的最小延迟时间。我们可以通过启用具有先前电源或相应电源正常信号的稳压器来创建延迟，并通过电阻器/电容器 RC 网络和附加逻辑门实现特定的延迟时间。或者，TPS65910 PMIC）甚至为各种设备预先配置了序列。

4. 当前要求。在选择可接受的稳压器时，为应用定义预期电流将大大简化选择过程。如果可用，绝对最大电源电流将详细说明稳压器应支持的最苛刻条件。如果这些电流在数据表中没有明确定义，或者提供的值对于我们的应用来说似乎过高，我们可以在线查找包含各种工作条件下的功耗测量值的附加文档，这可以帮助我们设定更现实的期望对于典型值。通常，我们可以将具有等效电压的域组合在一起，只要它们不违反排序要求。这种组合或分离域的灵活性使我们能够在可用稳压器之间重新分配负载电流。

5. 附加功能。动态电压调节 (DVS) 和不同的操作模式等特性扩展了 SoC 功能，并可以在适当的时候降低功耗。对于更简单的设计，我们可能不需要这些功能，这些设计可以与永久配置为一个电压值的分立稳压器一起工作。然而，其他设计可能更注重消耗，并且将受益于支持不同操作模式（如睡眠状态或高性能条件）的灵活电源方案。PMIC 通常将多个稳压器集成到单个封装中，我们可以对其进行动态控制，从而使其能够灵活地用于需要在紧凑空间中分离电压域的平台。PMIC 增加的多功能性通常比分立器件的成本更高，但TPS65023等适应性器件即使是注重成本的设计也能负担得起，与更简单的电源架构相比，它扩展了 SoC 的功能。

TPS65023x设备是一种集成电源管理IC，用于由一个锂离子或锂聚合物电池供电的应用，需要多个电源导轨。TPS65023x提供三种高效降压转换器，旨在为基于处理器的系统提供核心电压、外围设备、I/O和内存导轨。核心转换器允许通过串行接口动态改变电压，使系统实现动态节能。所有三个降压转换器都在轻负载时进入低功率模式，以在尽可能宽的负载电流范围内实现最大效率。
TPS65023x还集成了两个通用200 mA LDO电压调节器，通过外部输入引脚启用。每个LDO在1.5 V到6.5 V的输入电压范围内工作，因此允许它们由一个降压转换器供电或直接由蓄电池供电。LDO的默认输出电压可以使用DEFLDO1和DEFLDO2引脚以数字方式设置为4种不同的电压组合。串行接口可用于动态电压缩放、屏蔽中断，或用于禁用、启用和设置LDO输出电压。该接口与fast和标准模式I²C规范兼容，允许以高达400 kHz的频率传输。TPS65023x采用40引脚WQFN封装，可在-40°C至85°C的自由空气温度下工作。