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  PMIC的原理及優(yōu)勢

  專用集成電路(ASIC)是為目標應(yīng)用(例如工業(yè)，汽車，IoT，移動，醫(yī)療和家庭自動化)設(shè)計和優(yōu)化的系統(tǒng)。復(fù)雜的ASIC可能包含不同的組件，例如微處理器，接口和外圍功能，最終形成片上系統(tǒng)(SoC)。SoC的復(fù)雜設(shè)計需要額外的電源軌來提供不同的電流和電壓。這些應(yīng)該在仔細控制下單獨供電。

  復(fù)雜的PMIC包含幾個數(shù)字和模擬功能塊。模擬電路通過控制器調(diào)節(jié)感測和監(jiān)視，以控制上電排序和PMIC操作?？刂破麟娐房梢匀菁{可編程序邏輯，微控制器或狀態(tài)機。標準電源管理包括使用DC-DC轉(zhuǎn)換器，低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器，安全功能和電壓監(jiān)控功能。

  例如，智能手機具有強大的應(yīng)用處理器和為GPS，多個傳感器，藍牙，NFC，相機，收音機，Wi-Fi和蜂窩無線供電的輕巧電池所增強的屬性。這些手機結(jié)合了多個PMIC，可動態(tài)管理使用情況和電池壽命。下面的圖1顯示了NXP引入的用于優(yōu)化不同模塊(例如，多處理器系統(tǒng)的計算，安全性和外圍設(shè)備)的Multiple PMIC概念。

圖1：用于復(fù)雜SoC的多個PMIC概念(圖片來源：NXP Semiconductors)

  具有PMIC的PCB設(shè)計

  功率密度，信號交叉耦合，組件放置和PCB層數(shù)是設(shè)計人員必須考慮的關(guān)鍵領(lǐng)域。在單個PMIC封裝中將多個電源進行復(fù)雜的集成會使PCB設(shè)計變得困難。

  在用不同的專用接地層，信號層和電源層對所述PCB布局進行平面布置之前，必須先考慮PCB疊層(PCB層數(shù))。良好的層積對于差模發(fā)射，外部噪聲敏感性，共模發(fā)射，串擾和電氣性能至關(guān)重要。

  組件的放置對于任何良好的PCB布局都是必不可少的?？梢愿鶕?jù)特定應(yīng)用程序以不同的方式放置組件。每個PCB都必須進行適當調(diào)整，并且可能需要進行多次權(quán)衡。在元件放置期間，從PMIC輸入引腳開始至關(guān)重要，因為輸入電容器用作本地電源，特別是用于瞬態(tài)電源需求。

  PMIC性能對于數(shù)據(jù)完整性至關(guān)重要，應(yīng)確保其不受諸如干擾和損壞之類的危害。布局必須使攻擊者遠離對噪聲敏感的信號，并保護來自其他攻擊者的敏感信號。

  平面和信號構(gòu)成了另一個標準的PMIC路由布局注意事項。建議將第二層(在組件安裝層下面)用作接地層，因為IC必須具有低阻抗接地。接地阻抗可通過輸入電容器之類的組件有效地降低，從而通過連接產(chǎn)生低寄生效應(yīng)。接地層還可以充當該組件安裝層上的電感性和電容性噪聲源的屏蔽層。

  在為PMIC布線PCB時，必須首先考慮降壓轉(zhuǎn)換器，因為降壓轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)電源，而開關(guān)電源具有集成在IC內(nèi)部的動力總成。轉(zhuǎn)換器的接地引腳和輸入通常會傳送大量的高頻開關(guān)電流。通過使用粗線布線將電感和電阻最小化。減小的電阻可將不必要的功率損耗降至最低，并且低電感可將開關(guān)電壓尖峰降至最低，從而確?？煽康墓ぷ?。最小為1 nH的走線電感可能會引起問題。較粗的走線可為系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換器提供高效，可靠的操作，并改善了線路瞬態(tài)響應(yīng)。如果輸入電容器和引腳保持靠近，則布線距離將保持最小，從而更容易實現(xiàn)低阻抗布線。這種布置的另一個優(yōu)點是減少了電感耦合的機會，因為輸入引腳連接以超快的邊沿速率傳送開關(guān)電流。