近日,国产模拟芯片厂商帝奥微(DIOO)正式推出全新多通道电源管理芯片 DIO8021 ,一颗WLCSP-15超微型封装的小芯片,集成了 2路大电流Buck降压转换器+1路低噪声LDO线性稳压器 ,以高集成、小体积、大功率、低噪声的特性,精准适配高通WiFi7、50G PON、摄像头模组、智能手机等高密度小型化设备的多电源供电需求。
当设备越做越小、功能越堆越多,电源管理的复杂度却在指数级上升。
以高通WiFi7方案为例,一颗主芯片就需要core电压、IO电压、模拟电压等多路不同规格的电源轨。50G PON光模块更夸张,DSP、TIA、Driver、MCU各自需要独立供电,而且对噪声、纹波、上电时序都有严格要求。摄像头模组同样如此,图像传感器、ISP、对焦马达、红外补光灯,每一个模块都是一路独立电源。
传统做法是用多颗独立的DC-DC和LDO分别供电,结果就是PCB面积大、BOM成本高、布局走线复杂、上电时序难调。更麻烦的是,多颗芯片之间的相互干扰还可能引入额外噪声,影响射频和图像信号的质量。
DIO8021的思路很直接:把三路电源塞进一颗芯片里,用一颗PMIC解决三路供电问题。
DIO8021的核心架构是 2路高性能Buck + 1路低噪声LDO ,三路输出全部集成在一颗WLCSP-15封装内。
两路Buck方面 ,支持宽电压输入,可提供大电流输出,满足主处理器、射频前端、DSP等高功耗模块的供电需求。两路Buck可以配置为不同的固定输出电压,也支持通过外部分压电阻设定输出电压,灵活性很高。每路Buck都内置软启动功能,上电时电流缓慢爬升,避免输入端产生大的浪涌电流,保护前级电源和保险丝。
一路LDO方面 ,这是DIO8021的一大亮点。LDO专门为对噪声极度敏感的模拟电路设计,比如图像传感器的模拟供电、PLL参考电压、ADC参考源等。相比Buck输出,LDO的纹波和噪声可以压到极低的水平,而且不存在开关频率的干扰。在一颗芯片内同时拥有Buck和LDO,意味着数字电源和模拟电源可以共地、共封装,既节省空间又简化了PCB设计。
DIO8021采用的是 WLCSP-15(Wafer Level Chip Scale Package) 封装,整颗芯片的尺寸只有约1.5mm×1.5mm级别,高度不到0.5mm。这个尺寸小到什么程度?比一颗0402电容大不了多少,可以直接贴在主控芯片旁边,走线距离极短,寄生电感和电阻都被压到最低。
对于WiFi7模组、50G PON光模块这类寸土寸金的产品来说,省下的每一平方毫米PCB面积都是钱。用DIO8021替代三颗独立电源芯片,不仅BOM成本下降,PCB层数也有可能减少一层,综合成本优势非常明显。
好的PMIC不仅要芯片本身强,还要让外围设计尽可能简单。DIO8021在这方面下了功夫。
由于三路电源全部集成,外加元器件数量大幅减少。Buck电路只需要电感、输入输出电容和少量电阻即可工作,LDO甚至只需要输入输出电容。不需要额外的电流检测电阻、不需要复杂的补偿网络,上电就能跑。
在保护机制方面,DIO8021内置了 过流保护、过温保护、短路保护和欠压锁定(UVLO) 等多重保护功能。一旦出现异常,芯片自动进入保护状态,不会因为单点故障烧毁后级电路。这对于摄像头模组、便携设备等对可靠性要求极高的应用场景来说,是一个非常实在的安全保障。
从帝奥微给出的应用方向来看,DIO8021瞄准的是当前最火热的三个高密度供电场景:
高通WiFi7方案。 WiFi7对供电的要求非常苛刻,多路电源、低噪声、快响应缺一不可。DIO8021的2路Buck负责数字核心供电,1路LDO负责射频和PLL模拟供电,一颗芯片覆盖全部需求,是WiFi7模组电源设计的理想选择。
50G PON光模块。 50G PON的DSP和TIA需要多路干净电源,DIO8021的低噪声LDO可以直接为模拟前端供电,Buck负责数字部分,整体方案非常紧凑。
摄像头模组与智能手机。 摄像头的图像传感器对电源噪声极为敏感,DIO8021的LDO可以提供超低噪声的模拟供电,同时两路Buck为ISP和对焦马达等模块供电,一站式解决所有电源需求。
在电源管理芯片领域,单路DC-DC和单路LDO早已是红海市场。但能把多路Buck和LDO高密度集成在一颗超小型封装内、同时还能兼顾低噪声和大功率的PMIC,并不多见。
帝奥微这次推出的DIO8021,用WLCSP-15的极致小体积、2路Buck+1路LDO的灵活架构、以及精简到极致的外围设计,给高密度小型化设备的电源设计提供了一个非常有吸引力的新选项。当三路电源只需要一颗芯片就能搞定时,PCB上省下来的每一寸空间,都是留给性能和功能的。
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