PMU(全稱Power Management Unit),即電源管理單元,是一種高度集成、針對(duì)便攜式應(yīng)用的電源管理方案,它將傳統(tǒng)分離的若干類電源管理器件,如直流/直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)、低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)集成到一個(gè)封裝里,縮小了組建數(shù)量和板級(jí)空間之余,同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的電源轉(zhuǎn)換效率,其功耗更低。
) s, B- e6 c& P3 l; [1 S" S' u一、PMU一般組成內(nèi)容 1)DC/DC開關(guān)電源 2)LDO低壓差線性穩(wěn)壓電源 3)控制部分的電阻、電容
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PMU多被用于消費(fèi)電子特定主芯片配套的電源管理集成單元,能提供給主控和其他外設(shè)不同電壓的電源、以及同電壓電源供給不同工作單元,如相機(jī)、射頻等。為了節(jié)省能耗,還配備有開關(guān)機(jī)控制電路,另外還有充電控制等,對(duì)過壓、欠壓、過溫等有額外的保護(hù)電路,使所有單元能正常工作。 此處為例的PMU封裝采用TQFN-48(6x6),有占用空間小,適用于越來越小的電子產(chǎn)品需求,功耗更低、更高效的轉(zhuǎn)換效率讓電子產(chǎn)品使用得更加持久。 $ Y/ m+ ~* w( Z+ z8 K1 Q' j1 A
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二、PMU模塊的布局順序 一般針對(duì)PMU模塊,會(huì)先對(duì)其DC/DC開關(guān)電源模塊進(jìn)行優(yōu)先布局,相對(duì)小電源LDO則是次之,最后才是控制電路部分。 . L7 V' o0 n O, T
—————————————————————————————————— 使用原理圖與PCB文件的交互選項(xiàng),能大大提高以下模塊布局的效率 —————————————————————————————————— $ d; n4 c# n1 P6 } @
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1、DC/DC模塊布局- 先找出輸入、輸出的電源主干道: |: s" p; I9 T
! X; l4 A& p' c; x$ b% F分析原理圖,明確電源的輸入輸出的主回路,把輸入輸出的元器件進(jìn)行分離
( g3 S$ \- {) J. j: {5 \- 輸入部分的濾波電容需要靠近IC管腳" z" _, u6 S6 M* K+ E( }0 e
注意大小電容的放置原則,從電源輸入路徑上看,先經(jīng)過(容值)大電容,再經(jīng)過小電容;至于為何要放置在IC管腳附近,是因?yàn)楸M量使干擾在經(jīng)過電容以后,以最小的絕對(duì)路徑進(jìn)入電源芯片,使得電源在傳輸過程中,不容易受到外界干擾
+ ^" R+ S6 `% v- 對(duì)電源部分進(jìn)行“一字型”或“L型”布局
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對(duì)于使用到的目標(biāo)電源芯片需要查找相關(guān)的DataSheet,如下圖,查看是否有關(guān)于布局及布線的推薦說明,沒有時(shí),可對(duì)電源部分進(jìn)行“一字型”或“L型”布局,可使電流的路徑最短,電源損耗也最少 / |) C- n1 H; ]- |! T; v4 L/ r
根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的磁場可以激發(fā)渦旋電場,變化的電場可以激發(fā)渦旋磁場;電場和磁場它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個(gè)統(tǒng)一的電磁場。磁場在相同方向時(shí),其產(chǎn)生的影響會(huì)相互疊加,相互垂直時(shí)所產(chǎn)生的影響能相互抵消,因此,對(duì)于輸出多路的開關(guān)電源盡量使相鄰的電感垂直放置。 : l6 Y+ Z8 e/ [0 A4 E. q* s
* B8 [! C' t b; u3 [6 X) S' b* c上圖從外界的電源輸入,到輸出,布局呈“一字型”
* B9 A8 r: ]- \( C0 u% P1 t) |- 根據(jù)空間合理性以及工藝,合理地選擇擺放器件的層,盡量考慮到后期走線
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, K: d5 `" R: r+ @8 F9 a" F其中需要注意的是:優(yōu)先完成單個(gè)通道的模塊電路布局,其他相同的模塊電路的其他通道,可以參考前一個(gè)通道的布局方式。
( h5 w( W. c; `8 X r; r2、LDO模塊布局根據(jù)電源流向,大致規(guī)劃走線路徑,并靠近電源芯片進(jìn)行放置。找出輸入、輸出的電源主干道
: Q0 l4 s# g6 b6 p- 濾波電容也同樣按照(容值)先大后小、就近(電源芯片管腳)原則放置
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3、控制部分布局 由于控制部分傳輸?shù)氖怯行щ娖叫盘?hào),傳輸距離對(duì)其產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)不及電源部分的大,因而其電路中的少量元件可以進(jìn)行插空布局。對(duì)于空間的考慮,可以適當(dāng)采用頂?shù)踪N件的方式,合理利用布局空間,縮小板子的布局布線體積。 & A8 S; D8 G. G7 n$ S \
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