应用信息/OCS产品线在便携式系统产品中的应用
2010-12-17 17:34:31
来源：《半导体器件应用》2010年3月刊
1 前言
OCS（灿瑞半导体）是领先与世界的模拟、数字以及混合信号IC设计公司。我们专注于提供给客户最多元化及最具竞争力的IC产品，完整的解决方案及最优质的服务。灿瑞半导体自成立以来，不断致力于研发新一代集高级能率比与可控成本于一体的IC，同时也提供给客户最完整的客制化系统设计支援和服务。这也是灿瑞半导体迅速成长为世界领先的IC设计公司之一的重要原因。
OCS的产品目前已经大量使用在汽车电子，消费类电子，个人电脑&通讯设备，家电市场，工业市场。OCS为客户提供高质量，特殊应用的产品，满足客户的要求。
2 传感器在便携式系统产品中的应用更普及
现阶段制造商在新机型中集成越来越多的功能，对不同机械配置的需求也随之增加。微功率霍尔效应传感器适用于感测各种便携式系统产品配置的“开-合”滑动位置，是当今市场上最受欢迎的解决方案。多用便携式系统产品通常不仅需要感测“开-合”，还需要感测第三种位置，例如旋转或向另一个方向翻转。OCS提供在标准翻盖或滑盖便携式系统产品中使用OCS®CMOS Hall sensor，仅使用一块磁铁和一个传感器在多用途应用中感测三种位置的技术。
使用OCS®CMOS Hall sensor的忧点
OCS®CMOS Hall sensor使用全极性IC开关可使制造过程更加简单，因为安装磁铁时无需考虑面向霍尔传感器的是哪一极 - 无论北极或南极均可用于激活IC开关。
OCS®CMOS Hall sensor 可在电源电压低至1.65V时工作，使其可在带有最新单锂电池的便携式系统产品中使用。其自带“push-pull（推拉）”输出，不需要使用外部上拉电阻器。
OCS®CMOS Hall sensor提供高灵敏度的磁场感应范围（一般为3mT）
OCS®CMOS Hall sensor提供极快的响应速度（一般为每75msec检测周期，75usec检测时间）
OCS®CMOS Hall sensor提供极低的工作电流功耗4.6uA(1.8V/Ta=25℃)和关断<0.1uA的电流
OCS®CMOS Hall sensor提供TSOT23/DFN2020的微小面积封装。减小PCB板面积和零件高度。
3 电源管理产品新选择—为便携式系统产品设计工程师实现超低功耗和高集成度的设计要求
现阶段便携式系统产品设计工程师都会面临最具挑战的难题是：电子产品上市时间越来越快，留给设计人员的时间越来越短。电源系统的复杂性和性能要求不断提升，使电源系统设计者面临的压力越来越大！如何实现其电源管理系统的最佳设计以及优化整体性能，并最大限度地延长电池的运行时间。OCS®Power Managment来帮助系统设计者实现这个要求，OCS®Power Managment提供给电源系统设计者更多的选择，包括：高性能转换效率，与多种电源系统兼容，长久的电池运作时间，越来越小的外形尺寸和低功耗的有效热管理。
OCS®Power Managment在其提供给便携式系统电源管理应用的产品中有众多特点：包含高稳定性的开关频率(1.5MHz)，高效率转换96%（旨在尽可能减少散热问题），待机模式中的极低静态电流（低至300uA）和高集成度（内置了MOSFET和肖特基二极管），更少的layout面积（外围仅需3颗零件/选择固定输出系列）。
OCS®Power Managment建议在便携系统电源上选择OCP2152和 OCP2184的两款器件，分别为1.2A和2A恒频恒电流模式降压转换器。这两款新型电流模式转换器采用小型2.95mm×3mm DFN封装，无需外部补偿组件，同时为设计人员提供高度紧凑、简单易用的解决方案。
OCS®Power Managment知道在现阶段便携式系统产品中，3.3V电源现在仍是很多器件的工作电压，而对这3.3V电压的精确度也有增无减。偏偏现今最常用的锂离子/聚合物电池的供电范围是在2.5V至4.2V，要输出3.3V是非一般降压型开关电源或低压差线性电源可以做到。以往系统比较简单，负载变化不是很大而且比较平均，但如今负载变动很大，而且较难估算。有些系统重负载只出现很短时间，但却是有规律且比平均负载大出许多当重负载出现时，因电池本身的内阻关系而使得电池输出电压骤降，很快便会降到3.5V，若此时把系统关掉，电池其实还有很多能量可用呢！所以如能有电源可在电池输出降至低于电源额定输出值(3.3V)时仍能保持输出稳定，电池的操作时间便可大大增长。OCS®Power Managment独特单电感式高效升降压转换器在这时便大派用场了。与电压模式降压转换器相比，电流模式的OCP2152 和OCP2184的不同之处在于，它们在全额定电流时可将锂离子电池输入转换成3.3V输出。这两款转换器使整个方案尺寸变得最小，因此系统设计师无需再反复确认正常的外部补偿元件。”
OCS®Power Managment的电源管理芯片延长便携式产品电池寿命输入电压范围为2.4V到5.5V。输出电压可在0.6V到VIN范围调节。通过在低压差运行时100%占空比和提供高达96%的电源效率，这两款转换器有助于延长电池寿命。
OCS®Power Managment的电源管理芯片斜率补偿电流模式脉冲宽度调制(PWM)控制支持使用电感最小低至1µH，同时1.5MHz 的高开关频率支持使用小的外部元件，从而减小了整个方案的尺寸。
OCS®Power Managment的电源管理芯片带有内置软启动、短路和过热保护功能，还带有一个低于 1µA的低关断电流。OCS®Power Managment已经大量出货在无线网卡、E-PC、GPS、智能手机、PDA、POS机、LCD-TV、STB…市场。
对于未来的市场产品开发规划。OCS®Power Managment将整合DC/DC，Charger Pump，LDO，电压比较器，热插拔控制器，电量检测，电感与一体的高集成性、高精度、高效率、低能耗的产品。
4 音频芯片的选择—为便携式系统产品设计工程师实现3D音效的设计要求
消费者对便携式电子产品都有很高的期望。便携式电子产品的外型正日趋小巧纤薄，OCS®Audio Amplifier因应这个发展趋势，推出OCA7198这款高度集成的音频芯片，使厂商可以为轻巧纤薄的产品如拍照手机添加像音响系统、MP3 播放机及 FM 收音机等新功能。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7189芯片是一款双通道的桥接音频功率放大器，可以利用 5 伏的供电提供 2.1W 的输出功率，并将之输入 4W 的负载，也可提供 2.4W 的输出功率，然后将之输入 3W 的负载，而总谐波失真及噪音不会超过 1.0%。3D 增强模式是特别为用户提供的功能选项之一，可以用以增强立体声输出效果。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198 芯片也设有两个独立的耳机启动输入，每一输入都有不同的逻辑电平阈值。两个耳机启动输入都可各自启动单端耳机模式以及关闭桥接负载输出模式。耳机感测输入功能是专为正常的立体声耳机插孔而设。余下的输入耳机逻辑可以接受正常的逻辑电平阈值。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198 芯片将双桥接扬声器放大器及立体声耳机放大器集成到单芯片之内，有助精简音频系统的设计。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198这款芯片设有低功耗的停机模式及过热停机保护功能。此外，这颗芯片也设有特别的电路，可以抑制系统启动时的“开关/切换”噪音。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198的 2.1W 立体声扬声器及耳机放大器除了可为扬声器及耳机提供 3D 设定功能之外，还有超低停机电流的优点，有助节省用电，以便延长电池寿命。
结束语
整合当今的便携式电源系统技术，展望未来新新技术和节能产品的发展趋势，OCS®Orient-Chip Semiconductor会成为广大电子业界新新能源的领导者。以更低成本，更高效率，最低功耗，高集成度的产品为便携式系统产品设计者提供坚定的支持和保障。
OCS（灿瑞半导体）是领先与世界的模拟、数字以及混合信号IC设计公司。我们专注于提供给客户最多元化及最具竞争力的IC产品，完整的解决方案及最优质的服务。灿瑞半导体自成立以来，不断致力于研发新一代集高级能率比与可控成本于一体的IC，同时也提供给客户最完整的客制化系统设计支援和服务。这也是灿瑞半导体迅速成长为世界领先的IC设计公司之一的重要原因。
OCS的产品目前已经大量使用在汽车电子，消费类电子，个人电脑&通讯设备，家电市场，工业市场。OCS为客户提供高质量，特殊应用的产品，满足客户的要求。
2 传感器在便携式系统产品中的应用更普及
现阶段制造商在新机型中集成越来越多的功能，对不同机械配置的需求也随之增加。微功率霍尔效应传感器适用于感测各种便携式系统产品配置的“开-合”滑动位置，是当今市场上最受欢迎的解决方案。多用便携式系统产品通常不仅需要感测“开-合”，还需要感测第三种位置，例如旋转或向另一个方向翻转。OCS提供在标准翻盖或滑盖便携式系统产品中使用OCS®CMOS Hall sensor，仅使用一块磁铁和一个传感器在多用途应用中感测三种位置的技术。
使用OCS®CMOS Hall sensor的忧点
OCS®CMOS Hall sensor使用全极性IC开关可使制造过程更加简单，因为安装磁铁时无需考虑面向霍尔传感器的是哪一极 - 无论北极或南极均可用于激活IC开关。
OCS®CMOS Hall sensor 可在电源电压低至1.65V时工作，使其可在带有最新单锂电池的便携式系统产品中使用。其自带“push-pull（推拉）”输出，不需要使用外部上拉电阻器。
OCS®CMOS Hall sensor提供高灵敏度的磁场感应范围（一般为3mT）
OCS®CMOS Hall sensor提供极快的响应速度（一般为每75msec检测周期，75usec检测时间）
OCS®CMOS Hall sensor提供极低的工作电流功耗4.6uA(1.8V/Ta=25℃)和关断<0.1uA的电流
OCS®CMOS Hall sensor提供TSOT23/DFN2020的微小面积封装。减小PCB板面积和零件高度。
3 电源管理产品新选择—为便携式系统产品设计工程师实现超低功耗和高集成度的设计要求
现阶段便携式系统产品设计工程师都会面临最具挑战的难题是：电子产品上市时间越来越快，留给设计人员的时间越来越短。电源系统的复杂性和性能要求不断提升，使电源系统设计者面临的压力越来越大！如何实现其电源管理系统的最佳设计以及优化整体性能，并最大限度地延长电池的运行时间。OCS®Power Managment来帮助系统设计者实现这个要求，OCS®Power Managment提供给电源系统设计者更多的选择，包括：高性能转换效率，与多种电源系统兼容，长久的电池运作时间，越来越小的外形尺寸和低功耗的有效热管理。
OCS®Power Managment在其提供给便携式系统电源管理应用的产品中有众多特点：包含高稳定性的开关频率(1.5MHz)，高效率转换96%（旨在尽可能减少散热问题），待机模式中的极低静态电流（低至300uA）和高集成度（内置了MOSFET和肖特基二极管），更少的layout面积（外围仅需3颗零件/选择固定输出系列）。
OCS®Power Managment建议在便携系统电源上选择OCP2152和 OCP2184的两款器件，分别为1.2A和2A恒频恒电流模式降压转换器。这两款新型电流模式转换器采用小型2.95mm×3mm DFN封装，无需外部补偿组件，同时为设计人员提供高度紧凑、简单易用的解决方案。
OCS®Power Managment知道在现阶段便携式系统产品中，3.3V电源现在仍是很多器件的工作电压，而对这3.3V电压的精确度也有增无减。偏偏现今最常用的锂离子/聚合物电池的供电范围是在2.5V至4.2V，要输出3.3V是非一般降压型开关电源或低压差线性电源可以做到。以往系统比较简单，负载变化不是很大而且比较平均，但如今负载变动很大，而且较难估算。有些系统重负载只出现很短时间，但却是有规律且比平均负载大出许多当重负载出现时，因电池本身的内阻关系而使得电池输出电压骤降，很快便会降到3.5V，若此时把系统关掉，电池其实还有很多能量可用呢！所以如能有电源可在电池输出降至低于电源额定输出值(3.3V)时仍能保持输出稳定，电池的操作时间便可大大增长。OCS®Power Managment独特单电感式高效升降压转换器在这时便大派用场了。与电压模式降压转换器相比，电流模式的OCP2152 和OCP2184的不同之处在于，它们在全额定电流时可将锂离子电池输入转换成3.3V输出。这两款转换器使整个方案尺寸变得最小，因此系统设计师无需再反复确认正常的外部补偿元件。”
OCS®Power Managment的电源管理芯片延长便携式产品电池寿命输入电压范围为2.4V到5.5V。输出电压可在0.6V到VIN范围调节。通过在低压差运行时100%占空比和提供高达96%的电源效率，这两款转换器有助于延长电池寿命。
OCS®Power Managment的电源管理芯片斜率补偿电流模式脉冲宽度调制(PWM)控制支持使用电感最小低至1µH，同时1.5MHz 的高开关频率支持使用小的外部元件，从而减小了整个方案的尺寸。
OCS®Power Managment的电源管理芯片带有内置软启动、短路和过热保护功能，还带有一个低于 1µA的低关断电流。OCS®Power Managment已经大量出货在无线网卡、E-PC、GPS、智能手机、PDA、POS机、LCD-TV、STB…市场。
对于未来的市场产品开发规划。OCS®Power Managment将整合DC/DC，Charger Pump，LDO，电压比较器，热插拔控制器，电量检测，电感与一体的高集成性、高精度、高效率、低能耗的产品。
4 音频芯片的选择—为便携式系统产品设计工程师实现3D音效的设计要求
消费者对便携式电子产品都有很高的期望。便携式电子产品的外型正日趋小巧纤薄，OCS®Audio Amplifier因应这个发展趋势，推出OCA7198这款高度集成的音频芯片，使厂商可以为轻巧纤薄的产品如拍照手机添加像音响系统、MP3 播放机及 FM 收音机等新功能。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7189芯片是一款双通道的桥接音频功率放大器，可以利用 5 伏的供电提供 2.1W 的输出功率，并将之输入 4W 的负载，也可提供 2.4W 的输出功率，然后将之输入 3W 的负载，而总谐波失真及噪音不会超过 1.0%。3D 增强模式是特别为用户提供的功能选项之一，可以用以增强立体声输出效果。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198 芯片也设有两个独立的耳机启动输入，每一输入都有不同的逻辑电平阈值。两个耳机启动输入都可各自启动单端耳机模式以及关闭桥接负载输出模式。耳机感测输入功能是专为正常的立体声耳机插孔而设。余下的输入耳机逻辑可以接受正常的逻辑电平阈值。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198 芯片将双桥接扬声器放大器及立体声耳机放大器集成到单芯片之内，有助精简音频系统的设计。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198这款芯片设有低功耗的停机模式及过热停机保护功能。此外，这颗芯片也设有特别的电路，可以抑制系统启动时的“开关/切换”噪音。
OCS®Audio Amplifier提供的OCA7198的 2.1W 立体声扬声器及耳机放大器除了可为扬声器及耳机提供 3D 设定功能之外，还有超低停机电流的优点，有助节省用电，以便延长电池寿命。
结束语
整合当今的便携式电源系统技术，展望未来新新技术和节能产品的发展趋势，OCS®Orient-Chip Semiconductor会成为广大电子业界新新能源的领导者。以更低成本，更高效率，最低功耗，高集成度的产品为便携式系统产品设计者提供坚定的支持和保障。
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