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基于Intersil的电源管理产品及低功耗设计介绍
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2020-10-25
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本文将通过介绍Intersil的电源管理芯片,来、为用户低功耗设计提供一定的参考,并通过便携式家用血氧仪产品设计为例,来阐述Intersil在便携产品上低功耗设计的一些要点和技巧。
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基于基于Intersil的电源管理产品及低功耗设计介绍的电源管理产品及低功耗设计介绍
本文将通过介绍Intersil的电源管理芯片,来、为用户低功耗设计提供一定的参考,并通过便携式家用血氧仪产
品设计为例,来阐述Intersil在便携产品上低功耗设计的一些要点和技巧。
在现在化的便携式产品设计中,一方面我们需要更强的电源来应对产品更新带来的大电流需求,另一方面,工程师们还得
注意满足其较高的便携性要求。这要求设计师们既要注意产品电源通路上的转换效率,设计出非常合理的
Intersil作为业界的低
DC/DC
Intersil推出的DC/DC ISL8012内部集成MOSFET,并具有欠压,过压和过温保护功能,同时也具有硬件关断和启动功
能,其输入电压最高可达13V,输出电压可到17V,输出电流为600mA,开关频率最高750KHz可调节,在一些较低的频率
(200kHz)应用中转换效率可达92%以上,而其关断电流可达到<0.1uA。非常适合一些3.3v到15v电压转换场合,比如OLED,电
源应用,TF-LCD应用等,而其极小的封装形式3mm x 4.9mm x 1.1mm和静态电流<0.1uA,也很适合一些应用在便携式产品
设计中。
Intersil另一款高性能DC/DC ISL8502/ SL8560可通过编程切换频率和外部同步显著降低噪声和 EMI滤波需求。它具有
500kHz至1.2MHz可调的切换频率范围确保了高效性和较小数目的外部元件。采用耐热增强性封装设计,其外部补偿也大大提
高了设计的灵活性,广泛应用于信息集抄,机顶盒,ADSL调制解调器,交换机,路由器,POS机等高EMI要求的场合的电源管理中.
在一些大电流的应用中,可以推荐使用EL7566,最大可以输出6A,同时内部有过温保护,到135度自动关断。其标称输
出电压精度可达5%,转换效率可达96%,高达1MHz的可调的开关频率并且整个转换器也仅仅占用不到0.58in2的空间,其工
作在固定频率PWM模式下,还可以实现外部同步。EL7554还提供了软启动和启动控制,消除了浪涌电流,可以使用户方便地
使用不同配置对多路转换器的启动进行控制。主要应用于端点电源、DSP和CPU内核及IO电源、逻辑电源,以及各种不同类
型的便携式设备中。
LDO
低功耗
ISL9011和ISL9012是高性能双路LDOs,通道1可提供150mA的电流,通道2可提供300mA的电流。这些器件有很低的维持
电流且比较稳定,输出电容为1µF到10µF,ESR达到200mOhms。在低纹波,高PSRR应用中,基准旁路脚允许接一个外部电容以
调节噪声滤波器。
低噪声LDO ICL7663S可达到1%的输出精度,并且可通过温度系数来调节输出精度,达到更好的性能,同时只有10uA的
静态电流,内部过流过温保护电路,很适合应用于高精度的产品场合,比如一些手持设备,寻呼机,电池管理系统,LCD显示
模块的等应用中。
低功耗应用低功耗应用
在低功耗应用中,设计者需考虑的不仅仅是省电,同时包括降低散热成本,减小辐射干扰和热噪声干扰,增加产品使用寿
命等等。而低功耗设计中电源的低功耗设计是最尤为重要的,它几乎决定了整个产品低功耗设计的成败。因此,在我们选择电
源管理中的工作模式同时,也要考虑不同方案中芯片的性能,比如输入输出电压,输出功率,体积,转换效率等,还包括保护
功能,热阻,信噪比,纹波,工作频率,外部电路等等。
Intersil在低功耗领域推出了很多的产品,基本上大部分产品可以应用于低功耗设计中,随着项目需求不一样,用户可以在
众多的产品中选择最合适的型号,比如低功耗LDO ISL90XX系列,静态电流10uA,关断电流<0.1Ua;低功耗运放产品
EL2125,SL28288,极低电压和电流噪声,220uV的反偏电压,10mA的工作电流,Vos在10uV之内,最高带宽17MHz;低功
耗电压基准ISL60002,可以提供±1mV精度的电压基准,而其工作电流达到350nA,温度系数也只有20ppm/°C ,非常适合于高
精度AD/D/A转换,PDA,精密医疗仪器等应用;其他低功耗产品如数字电位器ISL22316,ISL22323,X95820等,也广泛应
用于低功耗设计中。
下面介绍一个以Microchip MCU与Intersil的模拟器件为主的血氧仪的低功耗设计方案。
血氧仪用来测量血氧饱和度的电子设备,血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血经蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的
血红蛋白(Hb)容量的百分比,即血液中血氧的浓度,它是用于表征呼吸循环的重要生理参数,正常人体动脉血氧饱和度为
98%。本方案采用光电传感器测量,利用人体的血红蛋白对660nm的红光和940nm的近红外光的吸收率不一样,测定通过手
指(或耳垂等)光传导强度,再通过软件计算并得出血氧饱和度。
整个系统如图1所示,红光及红外光经过手指或耳垂,由光电池感应出电流,经ISL28413进行I/V转换放大,再送入
MCP3425进行AD转换,MCU根据红光及红外光的AD转换结果计算得到血氧饱和度,并可顺便计算出脉膊,同由LCD显示出
来。图2为I/V转换及信号放大的电路,光电池是电流型器件,这就需要将电流变化量转换成为电压变化量,以方便采集。
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weixin_38723027
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