新型手机电源管理芯片

工作良好的电源管理电路是手机正常工作的基础。如果电源管理电路能够做到省电、高效、多功能而占用很小面积的电路板，就有可能使手机做得小巧而工作时间很长，理光(RICOH)新型的手机电源管理芯片R5313B正是这样一款专用芯片。

 

图1 R5313B的构成电路

图2 R5313B充电回路

图3 R5313B内部电路(1)

图4 R5313B内部电路(2)

R5313B的构成
R5313B采用CMOS制程，CSP封装，有48只引脚，尺寸仅5×5×1.05mm3，它蕴含了手机内所需的电源管理的几乎所有功能(参见图1)：有九路LDO，其中一路是DC-DC高效率稳压源，对于输出电压1.8V以下的大电流，节电优势显著；多功能锂电充电电路；震动马达和铃声驱动；SIM卡电源和接口电路；还有完善的保护、上电复位以及电压监测电路。下面就稳压和充电等部分进行重点介绍。

稳压电源的构成和特性
LDO是手机供电回路的主要形式，针对手机整个电路的不同特点，R5313B中的LDO分别对应了射频、基带和DSP内核等电路的供电，同时各路LDO均为微功耗且可进行管理。参见表1，可以看出，各组LDO的鲜明特征及对应应用性能。
针对目前基带部分MCU、DSP的功能不断增强，核心电压逐步降低，线性稳压电路显然不能满足高效率、大动态范围供电的需求。R5313B中在此部分供电中引入了DC-DC方式，使低电压(输出电压低于2.0V)、稳压输出时的效率明显提高，节电效果显著。

充电电路
手机充电电路的，重要性不言而喻，R5313B内含有一个完整的锂电充电电路，能够根据电池电压的不同选择相应的充电方式按照合理的充电曲线进行充电，并通过外接发光二极管显示状态，内部还含有电池状态监测电路，对电池是否联接、过压、欠压，并结合过流/温度保护电路保证充电乃至整个系统正常工作。
高集成度的R5313B的充电回路外接元件要求很少，参见图2。系统通过CHG引脚控制充电是否进行，高电平打开充电，低电平关闭充电，充电状态除了能在内部监控之外，系统还可以通过BATMON 的引脚了解电池的准确电压。
当电池电压低于3.15V，有外接电源接入时，就对电池进行预充电，充电电流50m A，同时LED闪烁指示，在电池电压达到了3.15V，转为正常充电，内部电源使能端开启，可向基带部分供电，整个手机可以使用，同时系统也能够通过FLASH-LED端对LED进行控制以显示当前充电状态。
当电池电压在3.15V~4.2V之间时，通过CHG端置高电平，充电回路进入快速充电状态(充电电流可设定)，在电池电压达到4.2V后，系统可关闭充电，也可以通过CHG进行脉冲充电，频率逐渐降低，以保证充电完全。

上电复位电路SIM卡接口电路
R5313B内部有完善的上电和开机电路，以及保护电路，参见图3。
在电池电压高于3.15V，芯片温度低于140℃时，外接电源接入，ON/OFF或UP-ON-OFF引脚置高电平时，都会执行开机动作。
R5313B内有不但有可设定电压的SIM卡供电回路，还有具备电平转换接口，参见图4。
从以上可以看出，R5313B具有优秀的手机电源管理性能，不但功能强大，而且不必为此专门编写软件，通过外接的控制引脚，利用高低电平就可以使它正常工作，是从传统分立元件进化成单颗电源管理芯片的最佳途径。