浅析PMIC芯片和应用

之前做项目有用到PMIC，下面讲一下PMIC芯片及其应用。什么是PMIC

PMIC是power management IC的缩写，中文是电源管理集成电路，主要特点是高集成度，将拥传统的多路输出电源封装在一颗芯片内，使得多电源应用场景高效率更高，体积更小。

在CPU系统中，我们经常用到的PMIC。如机顶盒设计，智能语音音箱设计，大型工控设备设计等。

 

机顶盒中的PMIC

下面通过芯片AXP152来介绍一下PMIC，这是一颗出自芯智汇的高集成度PMIC，主要应用于数码相机，机顶盒，网络设备，监控设备等产品。

XP152简介

AXP152是一款高度集成的电源管理IC,集成了一个自适应和usb兼容的PWM充电器，四个降压转换器(Buck DC-DC转换器)，七个LDO。它还具有保护电路，如过压/欠压保护(OVP/UVP)，过温保护，过流保护(OCP)，保证电源系统的安全性和稳定性。

AXP152 的封装是5x5 40-pin QFN封装。如下图。

此外，AXP152还包括一个两线串行接口(TWSI)，CPU通过它能够启用/禁用某些功率输出，编程电压以减少功率损耗，从而提供更加完善的电源管理。

 

AXP152内部框图

通过上面的结构框图，我们可以看到PMIC内部有个大的逻辑控制单元，所有的DC-DC和大部分LDO受逻辑模块控制，只需要通过配置TWSI接口，更改相应的配置寄存器即可控制DC-DC和LDO的输出，寄存器的配置手册我们可以参考datasheet。

另外AXP152的TWSI接口的SCK/SDA管脚在芯片内部已经都上拉了，所以主设备（CPU）可以通过这个接口灵活监控和配置。

4路DC-DC和7路LDO

下图是4路DC-DC的对比图。

 

4路DC-DC

可以看到4路DC-DC的输出电压都是可调的，可调区间在0.7到3.5V，能够满足大部分最小系统的供电需求，如CPU供电是3.3V，EMMC供3.3V或者1.8V电，DDR供1.25到1.35V的电。这几组DC-DC都是可以满足的。

DC-DC1和3的调压精度是50mV/step,DC-DC2和4的调压精度是25mV/step,若系统需要较高的电压精度调节，则可以用精度为25mV/step的DC-DC。

下图是7路LDO的对比图。

 

7组LDO

这7组LDO一般供给系统的外设用，如SRAM或PLL供电，WiFi蓝牙模块供电，控制电路供电，驱动电路供电，传感器供电，外围接口供电等，输出的电压是0.7V-5V之间，使用的时候主要注意输出电流的大小，功耗相对较大的外设若PMIC的LDO不能满足，应该外接DC-DC或者LDO提供供电。

这几组LDO中ALDO1/2和GPIOLDO都是低噪声的LDO，模拟电路供电应该接到这几路低噪声的LDO。

过载和限流保护

所有的DC-DC和LDO支持自监测和限流功能，当负载电流超过驱动能力时，为了保护内部的电路，所有的输出电压将会降低。当DC-DC输出电压低于85%的设定电压时，PMIC将会自动关闭。

典型应用

 

应用框图

应用中，我们通过CPU的I2C接口连接AXP152的TWSI接口，另外需要给使能信号和复位信号，可以看到，对于每一路DC-DC，使用时只需要看成是分立的DC-DC去配置就行了。

输出电容建议使用10uF X7R的低ESR陶瓷电容，当输出电压高于2.5V时，建议用一个3.3uH的功率电感。另外，选的电感的饱和电流应该比电路最大的需求电流大50%以上。