快速定制化的制胜法宝：Qorvo ActiveCiPS™ PMIC技术

2024-11-01

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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。

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以及企业级断电保护(PLP)芯片

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。