移动因特网设备(MID)系统电源构建

　　移动因特网设备(MID)是一种集成了无线通信与计算功能的新兴产品，旨在提供比笔记本电脑更高的便携性和比手机更大的显示屏。

　　MID系统的框图如下图所示。

　　

 

　　整个方案以CPU为核心，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：

　　

 

　　整个电源系统从AC-DC适配器开始，分别应用到

　　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最重要的一环，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130mΩ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，可以最大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130mΩ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

　　内部框图如下图示

　　

 

　　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 编著的《精通开关电源》(人民邮电出版社)第52页“r的最佳值”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%。

　　

 

　　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。