上網(wǎng)本電源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)及解決方案

    上網(wǎng)本的電源管理系統(tǒng)可分為以下幾部分：1. 電池充電和管理；2. CPU 處理器供電；3.系統(tǒng)5V/3.3V供電；4. I/O和顯卡供電；5. 顯示背光供電；6. DDR存儲(chǔ)器供電。

    我們?nèi)绻�把上網(wǎng)本對(duì)電源的要求與筆記本電腦和MID、智能手機(jī)等相比較：與主流筆記本電腦相比，上網(wǎng)本電池一般是2到3節(jié)，CPU及I/O功耗較低，輸入適配器電壓是19V或者12V、16V。而筆記本電腦適配器輸入電壓一般是19V，電池一般是3節(jié)以上。從供電方式看兩者比較相似。MID與智能手機(jī)功耗較上網(wǎng)本低，一般采用PMU（集成電源管理器件）供電，電池一般是1到2節(jié)。

    與常見筆記本電腦相比，上網(wǎng)本的一個(gè)主要特別點(diǎn)是其處理器的工作電壓更低，同時(shí)又需要很大的工作電流。因此上網(wǎng)本的主要電源管理設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是如何解決主處理器的供電問題。目前英特爾ATOM處理器和ARM架構(gòu)的處理器都有一定的市場(chǎng)，針對(duì)這兩種處理器，電源管理略有不同。ATOM采用X86架構(gòu)，功耗較ARM架構(gòu)高，需要VID（Voltage Identification）調(diào)節(jié)核電壓，比如Intel Atom 采用IMVP6+ 7位DAC VID 供電管理，采用單相或兩相同步降壓DC/DC變換器。而ARM處理器功耗較X86低，一般不需要VID調(diào)節(jié)，采用單相同步DC/DC變換器。

    關(guān)于上網(wǎng)本是采取分立式的電源管理還是集成在同一個(gè)芯片中的問題，采用分立式還是集成方式與負(fù)載點(diǎn)(POL)電流和電壓有關(guān)。CPU處理器由于其低電壓大電流(約1V，10A-20A)，一般采用分立方式比較合理。但對(duì)于I/O、背光以及DDR供電，可以考慮采用高集成電源方案。隨著上網(wǎng)本集成度愈來愈高，采用集成電源管理會(huì)是一個(gè)趨勢(shì)之一。

    目前TI針對(duì)上網(wǎng)本的電源解決方案包括：針對(duì)核心處理器的單相 D-CAP+同步降壓控制器TPS51610、針對(duì)系統(tǒng)電源的具有 Out-of-AudioT 操作和100mA LDO的雙路同步降壓控制器TPS51125、針對(duì)I/O和圖形處理器的輕載效率優(yōu)化的寬輸入電壓同步降壓控制器TPS51117、針對(duì)DDR1/DDR2/DDR3存儲(chǔ)器的轉(zhuǎn)換開關(guān)和LDO TPS51116、具有2A FET的獨(dú)立同步開關(guān)模式鋰離子充電器BQ24103A、具有低輸入電源檢測(cè)功能的主機(jī)控制的多化合物電池充電器BQ24705、以及0.7A/2.7-5.5V單路高側(cè)MOSFET、具有故障報(bào)告和工作態(tài)低電平啟用功能TPS2041/TPS2051。

    TPS51125是一款針對(duì)具有內(nèi)部 3.3V 與 5V LDO 的筆記本系統(tǒng)電源的低成本、雙通道、同步降壓控制器解決方案。采用 D-CAPTM 自適應(yīng)實(shí)時(shí)控制架構(gòu)，可支持輕負(fù)載時(shí)的高效率以及快速的瞬態(tài)響應(yīng)。該器件集成的 Out-of-Audio 操作提高了噪聲性能。該器件的輸入電源電壓范圍為 5.5V～42V，輸出電壓范圍為 2V～5.5V。TPS51125 可用于筆記本電腦和輕負(fù)載電池供電的設(shè)備。

    目前TI電源管理產(chǎn)品在筆記本電腦和上網(wǎng)本市場(chǎng)均具有很高市場(chǎng)占有率。針對(duì)上網(wǎng)本，TI將提供整體解決方案，為客戶提供性能和價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)力的電源管理產(chǎn)品。（作者：劉學(xué)超工程師 德州儀器公司   來源：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)）