5G集成電源排序解決方案

電子系統(tǒng)的電源要求變得非?？量蹋O(shè)計人員面臨排序問題，有機(jī)會滿足各種電壓要求并最大限度地減少熱效應(yīng)。

Dialog 靈活且可擴(kuò)展的 GreenPAK 技術(shù)與 TDK 的直流負(fù)載點(diǎn) （POL ） 模塊相結(jié)合，為先進(jìn)的嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)和 5G 工業(yè)控制應(yīng)用提供了緊湊的解決方案。這兩種技術(shù)的結(jié)合特別適用于高密度工業(yè)計算應(yīng)用。

“電源排序需要大量分立元件來處理排序，如果它涉及多個電源軌加電和斷電。這些需要更多的組件，如電阻電容、模擬比較器和邏輯塊來檢測軌道的完整性。我們的可配置混合信號 IC 允許客戶通過 NVM 將定制電路實現(xiàn)為小型可編程 IC。該技術(shù)允許在不同平臺模型之間實現(xiàn)快速設(shè)計更改、更低的成本、更低的 BOM 和可擴(kuò)展性。一個典型的 GreenPAK 實施可以輕松取代 20 到 30 個分立元件。在過去六 （6） 年中，我們已經(jīng)出貨了近四 （4） 億個零件，”Dialog Semiconductor 應(yīng)用工程總監(jiān) Ramzy Ammar 說。

負(fù)載點(diǎn) DC-DC 轉(zhuǎn)換器

電源管理解決方案在電子設(shè)計中占有特殊地位，不僅影響可靠性，而且最重要的是生產(chǎn)成本。

電源系統(tǒng)的規(guī)格經(jīng)常在設(shè)計周期本身發(fā)生變化。對于基于分立元件的系統(tǒng)，這可能需要重新設(shè)計印刷電路板以適應(yīng)所需的增加（或減少）的電源空間。

電源模塊供應(yīng)商正在響應(yīng)對更多電源軌的需求，以使用新型低電流電源穩(wěn)壓器驅(qū)動印刷電路板 （PCB） 上非常不同的電流水平。這些所謂的非隔離式點(diǎn)負(fù)載穩(wěn)壓器 （POL） 是小型設(shè)備，設(shè)計用于靠近電路板上的負(fù)載電路，可在較寬的工作范圍內(nèi)提供電流。在過去幾年中，負(fù)載點(diǎn)模塊的使用穩(wěn)步增長，現(xiàn)在有許多供應(yīng)商可以提供標(biāo)準(zhǔn)解決方案，以具有競爭力的成本滿足各種電源需求。

通過實施分立元件解決方案，干擾的研究和分析可能會成為問題，并且仍會占用大量時間，并且設(shè)計人員面臨很高的故障風(fēng)險。

半導(dǎo)體領(lǐng)域當(dāng)前提高集成度的趨勢導(dǎo)致了包括保護(hù)和控制功能的功率集成電路的產(chǎn)生，從而減少了所需的外圍元件數(shù)量，這反過來又轉(zhuǎn)化為兩者的減少。成本和空間要求。

新的 μPOL? DC-DC 轉(zhuǎn)換器系列提供與供應(yīng)商不同的各種版本的完全集成。新解決方案的尺寸約為毫米，減少了所需的外部組件，保持了盡可能高的性能，同時提供了易于集成的簡化設(shè)計。

電源和熱管理

Dialog 和 TDK 結(jié)合了一種技術(shù)，可縮短交貨時間并加快電子板的開發(fā)時間。TDK 的 μPOL 解決方案利用嵌入式半導(dǎo)體基板 （SESUB） 等先進(jìn)技術(shù)封裝技術(shù)，以更小、更薄的格式實現(xiàn) 3D 系統(tǒng)的內(nèi)聚集成。這種集成使 TDK 能夠提供更高的功率密度和易用性。

“任何尺寸受限且需要更高可靠性、可擴(kuò)展性和更低成本的電路板。此外，GreenPAK 器件在為特定應(yīng)用的時序/安全功能配置設(shè)計方面提供了更高的靈活性。示例包括：開啟/關(guān)閉時間、通道數(shù)量、可配置的 UVLO/OVLO 閾值、故障檢測邏輯等。這種靈活性為我們的客戶提供了超過 ASIC 的很多價值，”Ammar 說。

Dialog 的 GreenPAK? 器件用作超小型電源管理集成電路。它們旨在創(chuàng)建“靈活的電源島”（FPI），用戶可以在其中定制其電源系統(tǒng)以滿足個人應(yīng)用需求。

在圖 1（和圖 2）中，顯示了一個簡單的電源定序器，其中四 （4） 條軌道使用啟用信號上下電，但它不會對中間軌道碰撞或其他故障問題作出反應(yīng)。這個簡單的電路顯示了大約 14 個分立元件（即電阻器、電容器、邏輯塊）的最低要求——這個數(shù)字可能會增加，具體取決于是否需要更多功能?！巴ㄟ^我們與 TDK 的合作，用戶可以根據(jù)特定的 MCU 分離排序設(shè)計，這些設(shè)備是為不同的 MCU 以及電源軌數(shù)量定制的，”Ammar 說。

圖 1：簡單的電源定序器

圖 2：圖 1 示意圖的信號

GreenPak 系列用于控制信號，通常需要低于 25MHz 的頻率。有時它們是具有非常低的待機(jī)功率（《1uA）的直流信號，在這種情況下不會出現(xiàn)任何熱問題，但它肯定有助于減小電路板尺寸以消除一些分立元件?！坝辛?TDK 功率轉(zhuǎn)換器，它們將成為熱產(chǎn)生的主要來源。假設(shè)他們的芯片上有足夠的熱管理實現(xiàn)以適應(yīng)小型 PCB，那么系統(tǒng)應(yīng)該可以正常工作，因為我們只更換分立元件，”Ammar 說。

為便攜式和可穿戴設(shè)備設(shè)計電源系統(tǒng)存在許多挑戰(zhàn)。隨著每一代的發(fā)展，電源系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，但專用于電源組件的整體電路板面積卻在不斷縮小，越來越小。需要控制、排序和功率調(diào)節(jié)來支持附近的負(fù)載，并確保簡單的設(shè)計滿足嚴(yán)格的上市時間要求。

審核編輯：郭婷