單電感多輸出(SIMO)開關(guān)穩(wěn)壓器技術(shù)-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯單電感多輸出(SIMO)開關(guān)穩(wěn)壓器技術(shù)-設(shè)計應(yīng)用傳統(tǒng)的DC-DC方案相比，單電感多輸出(SIMO)電源轉(zhuǎn)換器架構(gòu)在節(jié)省空間的同時仍然保持高效率，有效延長電池壽命。通過單電感提供多路輸出，SIMO架構(gòu)與低靜態(tài)電流穩(wěn)壓器IC有效延長空間受限、電池供電產(chǎn)品的電池壽命。

SIMO架構(gòu)概述

在傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)中，開關(guān)穩(wěn)壓器的每路輸出都需要一個獨立電感。這些電感體積大、成本高，不利于實現(xiàn)小尺寸封裝。為減小尺寸，有快速、緊湊和低噪聲特點的線性穩(wěn)壓器成為另一選擇，但損耗較大。還有一種選擇是混合使用多路低壓差穩(wěn)壓器(LDO)和DC-DC轉(zhuǎn)換器，但設(shè)計的體積比單獨使用LDO體積大。

SIMO架構(gòu)將原本需要多個分立元件的功能集成到較小封裝，為要求延長電池壽命的小尺寸設(shè)備提供了方案。SIMO架構(gòu)在減少電感數(shù)量的同時仍然保持開關(guān)轉(zhuǎn)換器的效率，為小尺寸、超低功耗設(shè)計提供更好、更理想的結(jié)構(gòu)。

圖1.SIMO架構(gòu)方框圖。

SIMO優(yōu)勢

電感飽和電流

電感飽和電流(ISAT)是指電感值下降到規(guī)定百分比對應(yīng)的電流，取決于特定磁芯材料和結(jié)構(gòu)的電感磁芯尺寸。將多個電感整合為一個電感，其優(yōu)勢在于便于滿足總電感尺寸的要求。SIMO優(yōu)勢如下：

節(jié)約成本、縮小尺寸

容易獲取標(biāo)準(zhǔn)元件

分時復(fù)用：如果某個系統(tǒng)關(guān)閉時另一個系統(tǒng)開啟，則可共享所要求的share所要求的ISAT

平均：即使沒有獨占時隙，電流峰值往往發(fā)生在不同時間，從而有效降低ISAT要求

功耗

Maxim的SIMO轉(zhuǎn)換器通常達(dá)到了占位面積和散熱之間的平衡，其結(jié)構(gòu)既擁有DC-DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢，又具有單個DC-DC轉(zhuǎn)換器+多個集成LDO架構(gòu)的外形尺寸。此外，通過減少電感，也消除了電感之間的空隙，進一步降低總外形尺寸。

圖2.MAX77650PMIC具有低發(fā)熱、小尺寸優(yōu)勢，適用于耳戴式和可穿戴等空間受限的電池供電設(shè)備。

PMIC中的SIMO

Maxim的新型電源管理IC(PMIC)MAX77650和MAX77651，采用微功耗SIMO升/降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計。集成150mALDO為噪聲敏感電路供電。在MAX77650/MAX77651中，SIMO利用單個電感提供三路獨立的可編程電壓輸出，形成創(chuàng)新的電源管理方案。與其他分立方案相比，高度集成的SIMO架構(gòu)有助于大大降低總方案尺寸。

SIMO計算器

作為增值工具，Maxim提供SIMO計算器幫助用戶平衡SIMO相關(guān)參數(shù)。該基于電子表格的計算器工具，可在頂部的對應(yīng)單元格輸入系統(tǒng)參數(shù)。相關(guān)的計算值用黃色突