NI电源管理基础知识介绍

NI电源管理基础知识介绍第一页，共41页。内容提要电源管理概述

低压降稳压器

降压转换器

SimpleSwitchers®总结2第二页，共41页。选择向导

3第三页，共41页。什么是电源管理？

LDOLi线性电压转换

开关电压转换

充电

监控/参考

4.2V3.3V5.0V-5.0V12VVIT+-功率LSI

4第四页，共41页。美国国家半导体电源产品

线性电压转换

大电流LDO

LP396x,LM2940...低功耗LDOsLP298x,LP296x电压控制器

LP2975,LM3411开关电压转换

SimpleswitchersLM25XX,LM267XPWM控制器LM3578,LM347x,LM3485开关电容器转换器

LM266X,LM335x,LM268x开关稳压器

LM264x/5x,LM2621/2充电

充电控制

LM3420LM3620LM3621/2监控/参考

监控器

LP3470,LM809/10,LM37xx电流感测

LM381x/2x参考LM4040/1,LM4050/1LM412x/3x/4xSoftwareDesign&Sim.LM2731LM2733LM27345第五页，共41页。低压降转换器

6第六页，共41页。更低的压降电压:更长的电池寿命,更有效率的操作VREFVOUTVINQ1Q2Q30.7V0.7V0.3V~2VNPNLinearRegulator200mVVINVREFVOUTQ1Q2PNP-LDO50mVVREFVOUTVINQ1CMOS-LDO压降电压...VREFVOUTVINQ1Q30.7V0.3V“Quasi-LDO”Regulator~1V7第七页，共41页。线性稳压器路标LP398x系列LP399x系列自Q4CY00自Q2CY02自2HCY03LP59xx模拟/RF系列LP58xx数字系列LP5950通用LP298x系列自19908第八页，共41页。第2代线性稳压器-路标数字负载

快速负载/线性瞬态响应低输出电压快速开机/关机射频/模拟负载

低嘈音良好的电源抑制比良好的压降快速开机/关机50mA，微型SMD-4LLP6-SOT23LP3994样品:现已提供生产:Q4CY03LP399380mA，低Iq，VOUT

最小值为1.5V，LLP4-SC70，SOT23样品:现已提供生产:Q1CY0425mA，SOT23，低IqLP3992生产:现已生产300mA，1µF，LLP6-SOT23LP3991样品:现已提供生产:Q1/2CY04150mA，0.47µF4引脚微型SMD/LLP-SOT23LP3990样品:现已提供生产:Q1/2CY04LP3995改进了LP3985.输出引脚上有源下拉生产:现已生产LP3995但输出引脚上没有有源下拉LP3999生产:Q1CY04250mA,快速负栽/线性瞬态,MMSOP8LP3997样品:Sept’03生产:Q1CY049第九页，共41页。LP59xxLP58xx数字LDO系列->特点包括:

超低工作电压快速瞬态响应打开/关闭速度极快低压降调节Cin/Cout要求低射频/模拟LDO

系列->特点包括:

Cin/Cout要求低

业界最佳的低嘈音极高的PSRR

低压降调节打开/关闭速度极快LP595x通用线性稳压器第2代线性稳压器10第十页，共41页。磁性开关稳压器11第十一页，共41页。开关稳压器的通用拓朴技术BoostPWMControllerVinVfeedbackVoFlyback/Buck-boostVinVoPWMControllerVfeedbackForward/BuckVinVoVfeedbackPWMController12第十二页，共41页。应用于手机产品的新型磁性

降压转换器13第十三页，共41页。

便携式开关降压型稳压器两种应用:针对数字处理器整个负载范围内的高效率低输出电压有效的瞬态反应最小的元件针对RF功率放大器针对低输出电压的优化的效率高功率的旁路开关快速的上升/下降时间最小的元件14第十四页，共41页。系统中的降压稳压器mP/DSPcoreAntennaI/OAudioInterfaceA/DD/ALOBasebanddigitalAnalog/RFPALNADisplayPSPSPSPSPSPSPSPSBatteryChargerPowerdistribution:Vg=2.8-5.5V1.5V1-3.6V2.5V2.5V2.5V2.5V2.7-5.5V3.6VBuckSMPSregulators降压稳压器通常作为基带数字核心和RF功率放大器的开关模式电源供应15第十五页，共41页。第一代磁性同步降压稳压器系列高性能ABCD150核心400mA,可变输出电压,PWM/PFM,MicroSMD10封装500mA,可变输出电压,PWM/PFM模式,,MicroSMD10封装LM26xxLM2612*LM2608*LM2614+LM2619+400mA,PWM/PFM模式,引脚可选择过电压保护MicroSMD10封装400mA,PWM/线性模式,可编程/引脚可选择过电压保护MicroSMD10封装*=为数字处理器+=为RFPA16第十六页，共41页。LM3670:针对数字处理器的高效

的降压型稳压器完全集成的稳压器,采用SOT23-5的封装,带预设输出电压或可调节电压,能提供直至350mA的电流应用以锂电池或固定3.3V/5V轨供电的数字处理器核心可供性:产品开发中生产:Q204自动PWM/PFM模式转换PFM提高了待机的效率(85%-95%自500uA-600mA)自动模式动态地选择模式以优化效率17第十七页，共41页。LM3671:针对数字处理器的高效

的降压型稳压器Vout@upto600mA12543VINSWENGNDL2.2uHCOUT10uFCIN10uFLM3671VIN2.5Vto5.5VFB输出电压:1.8V,1.5V,1.2V

或可调.查阅数据表看可供选择的最新的电压生产:04年7月18第十八页，共41页。LM3671:针对数字处理器的高效

的降压型稳压器特点优点自动模式在PWM(重负载)和PFM(轻负载)间转变.PFM带超低静态电流(15uA典型值.)极大地提高了待机时间.效率在600uA负载电流下提高了85%且无需数字处理器的介入2MHz开关频率,带集成的被动器件,补偿及软启动,采用SOT23-5封装.小型的完整解决方案.仅需三个外部元件.小型的,低成本陶瓷输入和输出电容及小型2.2uH电感.600mA输出电流,带预设的输出电压(输出可灵活地调节)特别灵活及优化的解决方案.单个器件极大地包含了许多dc-dc降压.提供快速瞬态响应的高带宽,PWM和PFM的极低的输出纹波,和严谨的输出精度.为数字处理器提供优化的性能.19第十九页，共41页。Daphne:

高效率的无需电感的降压型稳压器完全集成的稳压器,采用LLP封装,提供200mA带可选择引脚输出电压和低电压LDO模式应用:数字处理器核心,以锂电池或固定的3.3V/5V轨供电可供性:开发中生产:04年5月另请查阅:LM2799:150mA开关电容稳压器动态电压控制为处理需求提供足够的电源提高待机效率为输出电流<10mA的电流提供低瞬态电流的LDO模式提供准确的输出电压20第二十页，共41页。LM2642特点

2个同步降压稳压器180°异相运行4.5V至30V输入范围电源状况良好指示通道137µA关机电流可调整输出自1.3V至13.5V线性和负载调整误差为0.04%(典型值)电流模式控制带或不带感应电阻简单的独立启用/软开机管脚21第二十一页，共41页。LM2642特点(续)可配置的上电顺序可配置的单个并联输出,可调整的周期电流限制输入低电压锁定输出过电压闭锁保护输出带延迟的低电压保护热关机调节器关闭时输出电容自放电22第二十二页，共41页。LM2642应用23第二十三页，共41页。LM2728特点输入电压范围自5.5V至28V同步的双通道交替开启强制的PWM或

跳频模式低侧的低损耗FET电流感应自适应占空比箝位高电流N通道

FET驱动器低停机供电电流参考电压的精度为

1.5%输出电压可调整低至0.6V电源状态标志和芯片启用低电压锁定过电压/低电压保护软启动和软关机开关频率可调整范围200kHz-500kHz24第二十四页，共41页。

LM2728

应用电路25第二十五页，共41页。LM2645

双相四线稳压器4.5V至30V输入范围两个同步开关稳压控制器两个通道以180度异相运行减少了电流纹波@Cin3.3V线性稳压器/可调的LDO驱动器输出200kHz/300kHz开关频率电流模式控制带或不带感应电阻26第二十六页，共41页。完整的电源供应12-16V输入主要输出3.3V@5A和5V@5A要求其他低电流供电典型的以LDO稳压器和SimpleSwitcher™稳压器达成成本和效率是优先考虑因素这可以应用在那里?机顶盒工业计算机27第二十七页，共41页。完整的电源供应VinILIM1ILIM2C1C30.1uC9,0.1uR1,15kR3,15kQ1KS2HDRV2SW2Q2Q3Q4KS1HDRV1SW1CBOOT1CBOOT2LDRV1LDRV2PGND1PGND2T1L1,6.2uH+C13D5+C12LDODRVLDOFBQ5+C1410uFR8R9R747k+C2220uF/30mWLDOUT+12VGNDVO1VO2R5866kR6100kFPWM/2NDFBD1D3D2D4VDD2VDD1RSNS1RSNS2EXTOUT3VLIN5+3.3V+12VINLM2645Q1,Q2,Q3,Q4:30V/12.5mW10uHN=1:2C154.7uFC1610uFR104.7WC1710uF5V@5A3.3V@5ALDO:12v28第二十八页，共41页。LM3485–开关控制器LM3485:磁滞的PFET降压控制器特点易用的控制方法无需补偿–消除了对控制环稳定性的考虑!4.5V至35V输入范围1.24V至

VIN

可调整的输入范围100%占空比能力

capable电流限制保护低成本解决方案!!29第二十九页，共41页。

LM2727/LM2737–

N通道FET

同步降压稳压控制器特点输入电压范围自2.2V至16V

输出低电压和过电压闭锁(仅对LM2727)

输出电压可调整低至0.6V

电源状态标记和输出启用电流限制不带感应电阻软启动开关频率自50kHz至2MHz

小型塑料TSSOP-14封装应用机顶盒为DDRRAM提供VDDQ2.5V的核心电压30第三十页，共41页。Simpleswitcher31第三十一页，共41页。基本区别LDO(线性/低压降稳压器)降压型容易使用低嘈音开关电容(充电棒)固定的多个Vout/Vin比率2x,1.5x,0.5x,反向无稳压,仅有低电流开关稳压器使用感应器,FETs/二极管来传送和储存能量可以履行任何电源管理功能32第三十二页，共41页。高电压SimpleSwitcher™

降压稳压器0.5Amp第一代52kHz88%峰值效率1.0Amp2.0Amp第二代150kHz90%峰值效率强化特点设定标准特点设定3.0Amp标准设定特点包括:热停机,电流限制保护,停机引脚.强化设定特点包括:误差标记,误差输出延迟,关机/软启动,热停机,电流限制保护.LM2576HVLM2574HVLM2575HVLM2593HVLM2592HVLM2591HVLM2590HVTO220TO263LM2597HVLM2594HVLM2576HV标准特点设定强化特点设定33第三十三页，共41页。0.5A,1.0A&1.5ASimpleSwitcher™

降压稳压器0.5Amp第二代150kHz90%峰值效率1.0Amp1.5Amp第三代260kHz96%峰值效率LM2594LM2595标准设定特点包括:热停机,电流限制保护,关机.强化设定特点包括:关机/软启动,热停机,电流限制保护和1误差标记,误差输出延迟.

2频率同步(260-400kHz).

3频率同步(500kHz-1MHz).LM2598LM2597LM2675LM2674LM2672LM2671标准特点设定标准特点设定强化特点设定1强化特点设定2强化特点设定334第三十四页，共41页。3.0A

和5.0ASimpleSwitcher™

降压稳压器3.0Amp