Qorvo ActiveCiPS PMIC技术解决方案

电源管理集成电路（PMIC）在现代电子设备中至关重要；其能够能在单个IC内提供高度集成电源解决方案，包含多个电源轨和通用输入输出（GPIO）接口。PMIC具有体积小、集成度高以及供应链优化的优势。然而，许多PMIC解决方案无法在不同应用间轻松实现定制化，因此工程师们在将其整合到设计中时常遇到困难。

但现在，已有针对这一挑战的解决方案——本文探讨了Qorvo的ActiveCiPS PMIC技术如何在达成定制化优势的同时消除设计障碍，这使得单片PMIC成为众多大众市场应用的理想选择。

PMIC的前景

电路板设计师在处理空间受限系统时，很快就能认识到PMIC的优势，尤其是其小巧的体积和丰富的功能集成。从电源轨数量和电流处理能力方面来看，找到符合系统电源要求的PMIC通常很简单。然而，当设计师深入研究数据手册并意识到所选PMIC的默认设置并不符合其负载要求时，挑战便随之而来。在大众市场中，大多数PMIC在使用前都需要进行定制。

在这个节点上，设计师必须权衡分立式方案与PMIC的利弊。但如本文所述，Qorvo PMIC为此提供了解决方案。表1进行了一个高层次的对比，显示PMIC通常具有更多优势。

表1，分立式方案与PMIC解决方案的比较

尺寸与元件数量

图1展示了分立式电源解决方案与PMIC电源解决方案之间的对比。两种解决方案均提供三个降压转换器、两个低压差线性稳压器（LDO）、定制化的上电序列，以及多个GPIO，包括Enable、nRESET、nIRQ和一个DVS输入。PMIC解决方案的尺寸减小了80%，元件数量减少75%。

图1，分立式方案与PMIC电源解决方案对比——三个降压转换器 + 两个LDO

在实际应用中，如图2所示，Qorvo的ACT88329 PMIC展示了这些优势。它集成了三个降压转换器、两个LDO、定制化上电序列、两种低功耗模式、实时电压DVS、可自动配置的启动电压以及用于实时更改配置的微处理器接口——所有这些功能都集成在图2中红框内所示的紧凑型封装中。 

图2，实际应用中的ACT88329 PMIC

布局考虑因素

分立式解决方案在设置输出电压和设计启动序列方面带来了全面的灵活性。然而，这种灵活性需要大量的分立元件及显著增加的PCB面积。首先，启动序列需要在每个电源的电源良好输出和使能输入之间布设PCB走线，并添加额外的RC滤波器来提供必要的延迟。此外，系统级GPIO功能也需要额外的逻辑电路。这种复杂性的增加会导致项目成本上升以及材料管理难度加大。

相反，集成式PMIC解决方案将启动序列控制集成在单个IC内部，允许输出独立配置所需的任何序列及延时。输出电压或序列的更改可通过PMIC内部寄存器值的调整轻松管理。GPIO功能也集成在像ACT88321和ACT88420这样的高阶PMIC中，从而允许实时重新配置GPIO功能。

克服传统PMIC的局限

尽管PMIC具备诸多优势，但并非所有PMIC都相同。许多PMIC具有限制性的默认设置，如固定的上电序列、固定的输出电压，和灵活性极小的GPIO。一些拥有可编程序列的PMIC需要多个IC引脚，从而增加了成本和复杂性。另一些则通过集成电路总线（I2C）或专有数字通信来实现这一功能；但这又带来了一个两难问题：系统主机需要电源来配置PMIC，但PMIC又需要配置才能为主机供电。

此外，对于输出电压的可编程性，一些PMIC使用分立电阻作为反馈分压器或引脚绑定默认电压设置，从 而增加了成本和元件数量。但Qorvo的可编程PMIC解决方案直面并解决了这些障碍。

Qorvo的ActiveCiPS技术

为应对这些挑战，Qorvo推出了ActiveCiPS技术，以获得对默认输出电压、启动序列、低功耗模式、GPIO功能等的全方位灵活控制。这种定制化的实现无需增加额外的IC引脚、元件数量或成本。ActiveCiPS技术通过内部寄存器支持全面的PMIC编程，使得用户可以通过编程选项而非金属掩模变化来修改默认设置。

Qorvo提供具有通用配置的标准评估板。客户可以使用ActiveCiPS适配器（dongle）和图形用户界面（GUI）修改默认设置，并将其保存到评估套件中进行测试。

图3，连接至评估套件的Qorvo ActiveCiPS适配器

灵活且高效的开发

客户使用评估套件确定默认设置后，即可构建并测试其第一块PCB。初始电源需求的更改通常需要对PCB和元件进行调整。然而，Qorvo的PMIC无需返工PCB；ActiveCiPS使客户能够在开发环境中测试配置，而不必因PCB变更或等待新IC的发货而延误。

通过标准I2C命令进行配置更改，还使得Qorvo的客户能够购买具有现有默认配置的IC并做出细微调整；例如将ACT88329VU108 PMIC配置为给Atmel SAMA5D3处理器供电，但允许经由I2C命令进行系统级优化，从而实现快速定制与交付。

结论

寻求定制化电源解决方案的工程师现在有了Qorvo PMIC这一更优选择。这些PMIC产品兼具分立设计的灵活性优势，也避免了PCB尺寸增大、元件数量增加以及采购复杂性提高等缺点。它们结合了PMIC的尺寸小、元件数量少和易用性高等优点，同时能够为大众市场客户提供快速、可定制的解决方案。Qorvo的ActiveCiPS技术有效填补了定制化和效率之间的鸿沟，成为改变PMIC市场规则的变革者。