采用4mm x 4mm QFN封装的完整两节AA电池/USB电源管理器(05-100)

　　LTC3456提供了针对主输出和内核输出的短路保护功能。它还为所有的输出(VMAX输出除外)提供了输出断接功能。在停机模式中,内核输出、主输出和热插拔输出均被放电至地。在VBATT、VINT、VEXT和USB电压中,VMAX输出是最高的。该输出可被用来提供1mA的最大输出电流。即使在IC处于停机模式的情况下,VMAX输出也将保持运行状态,因而适于向实时时钟等关键系统部件供电。

 

　　表1 LTC3456 PowerPath工作模式和特点概要

　　PowerPath控制

　　LTC3456包含一个专有的PowerPath控制电路,可实现系统电源之间的无缝切换(从两节AA电池至USB/墙上电源,反之亦然)。图3示出了内部电源通路的简化方框图。AC适配器和USB总线通过VEXT引脚向开关稳压器供电。LTC3456包含一个全功能USB电源管理器,以利用USBHP和SUSPEND引脚的状态来控制来自USB引脚的功率通量。流经USB引脚的电流被精确地限制为100mA或500mA(视USBHP引脚的状态而定)。通过把SUSPEND引脚拉至高电平可停用所有的USB功能。

　　当必须提升两节AA电池电压(1.8V至3.2V)以生成3.3V输出、以及必须对USB/墙上电源(4V至5.5V)进行降压操作以生成相同电压时,DC-DC转换将是一项特别具有挑战性的工作。LTC3456通过BOOST和BUCK2转换器完成了这项任务。这是生成3.3V电源轨最为有效的方式。当从电池或USB/交流适配器来生成3.3V输出时,LTC3456实现了高于90%的效率。内核输出(1.8V)是通过BUCK1(由USB/墙上电源来供电)和BUCK3(由电池来供电)转换器来生成的。LTC3456的独特拓扑结构可利用单个电感器来生成1.8V电源轨,从而节省了成本和空间。当从电池来生成1.8V输出时,它实现了92%以上的效率。表1列出了LTC3456不同的工作模式。

　　便携式设备需要实现从电池电源至USB或墙上电源的无缝切换(反之亦然)以确保平稳的系统运作。例如,一位用户正在一个连接了USB电缆的便携式MP3播放机上播放音乐。如果USB电缆被猛然从设备上拉脱,则用户应能够继续聆听音乐,而不会觉察到任何中断现象。LTC3456通过实现系统电源的无缝切换而使这种愿望成为可能。当SUSPEND引脚被从低电平拉至高电平时,USB电源不可用。主输出和内核输出在切换时均呈现出小于?%的总偏差,从而实现了至处理器内核和外围电路的无缝切换。

　　与微处理器的简易连接

　　LTC3456简化了与微处理器的连接。PWRON、PWRKEY、PBSTAT和/RESET引脚向处理器提供了全部所需的系统信息,并简化了电源排序。PWRON、PWRKEY和PBSTAT键控使IC的有序上电和停机任务得以简化。LTC3456的数据表包含时序图,并提供了与其操作有关的详细信息。

　　LTC3456还具有上电复位电路(通过 /RESET引脚来使用),该电路在上电和停机期间处于运行状态。为在上电时把处理器保持在其复位状态,该上电复位电路是必需的,而且,在所有的系统电源实现稳定之前,它必须阻止处理器起动操作。LTC3456的内置上电复位电路负责监视VINT(3.3V)和内核(0.8V)电压,并通过 /RESET引脚与处理器相连。在初始上电期间,/RESET引脚被保持于低电平。当主输出和内核输出均进入调节状态时,一个复位延迟定时器将起动。在 /RESET被释放和处理器被允许退出复位状态并开始操作之前,提供了一个完整的262ms超时。这262ms超时延迟为处理器对内部寄存器/RAM进行初始化提供了充足的时间。在断电期间,/RESET 引脚被再次拉至低电平。这将防止微处理器进入任何随机操作模式。

　　当采用电池或外部电源来供电时,/RESET电路的工作情况相似。在VCORE进入调节状态之后,/RESET引脚将在一个262ms的延迟时间里保持低电平。当IC关断时,VMAIN和VCORE输出均与输入电源断接,并被放电至地。这将防止输出被固定于一个不确定的逻辑电平状态而对微处理器的运作产生不利的影响。它还确保输出在上电期间以一种可预测的方式上升。

 

　　图3 用于说明内部PowerPath的LTC3456简化方框图