多用DC-DC/LDO/Reset复合电路应用

随着便携式电子产品的多功能化，其对供电要求的多样化越来越突出，同时便携式产品也对整机的体积提出了越来越苛刻的要求，相应地对这类产品的电源管理芯片也提出了封装体积小、多种电源变换为一体的要求。各种电源管理芯片厂家在这种情况下，陆续推出了相应产品。本文以Ricoh公司R5210x系列DC-DC/LDO/Reset复合电路为例，介绍此类芯片的情况。

图1  R5210X典型应用电路

图2  内部框图

R5210x系列是以CMOS制程为基础制作的一款多电源管理芯片。在SOT-23-6包封内整合了一个具有输出电压范围为1.5~3.3V，输出电流能力为500mA的DC-DC降压器，一个输出电压范围为2.5~3.6V，输出电流能力为200mA的LDO，在输出电流为100mA时，其最低允许压差低达0.2V，同时也整合了一个输出电压范围为3.0~4.5V、可由客户指定输出电压值的电压检测器（复位器）。为节省使用成本，R5210x只需很少的外围器件即可构成完整的功能。
典型应用电路如图1所示，其内部框图如图2所示。
片内DC-DC降压器的振荡频率为800kHz，该频率提供了开关损耗和更小外接电感器之前的最佳折衷。在现代MOS工艺下，振荡频率如果超过1MHz，则MOS管基极电容损耗将会变得很大，会影响到小功率输出时的整个DC-DC转换效率，但如果振荡频率过低,也会导致输出电感器的体积增大。试验证明,在500kHz~1MHz之间的振荡频率在目前的工艺下输出中等功率，具最佳性价比。R5210x的功率MOS管内置方式DC-DC为用户节省了外接MOS管，使用户的使用成本下降，且片内功率MOS管的导通电阻低达0.4Ω，使得所构成的DC-DC降压器具有近90%的转换效率。
片内所包含的LDO部分，在输出电压3.3V左右时，其最大输出电流高达250mA以上（标称值为200mA）。在300mA左右时具有过流保护能力，其保护曲线呈撇形，即输出电压与输出电流同时减小，从而达到将片上损耗控制在安全区内的目的。该保护电路当负载大幅度变化时，芯片仍可工作于安全区，大大提高了芯片的耐受冲击能力。
片内低压检测芯片，允许用户在构成系统时，以高于3%的精度得到片内附带延时输出的电压检测器。
在SOT-23-6封装下，R5210x拥有了DC-DC/LDO/Reset功能块，在其小体积中，具有很大的输出能力。R5210x可以广泛应用于CD激光唱机、DVD驱动器、便携式DVD、多功能手机、高档PDA、部分数码相机，以及更广泛的电池驱动手持设备中。