与传统的 DC-DC 方案相比,单电感多输出(SIMO)电源转换器架构在节省空间的同时仍然保持高效率,有效延长电池寿命。通过单电感提供多路输出,SIMO 架构与低静态电流稳压器 IC 有效延长空间受限、电池供电产品的电池寿命。


SIMO 架构概述
在传统的开关稳压器结构中,开关稳压器的每路输出都需要一个独立电感。这些电感体积大、成本高,不利于实现小尺寸封装。为减小尺寸,有快速、紧凑和低噪声特点的线性稳压器成为另一选择,但损耗较大。还有一种选择是混合使用多路低压差稳压器(LDO)和 DC-DC 转换器,但设计的体积比单独使用 LDO 体积大。

 

SIMO 架构将原本需要多个分立元件的功能集成到较小封装,为要求延长电池寿命的小尺寸设备提供了最佳方案。SIMO 架构在减少电感数量的同时仍然保持开关转换器的效率,为小尺寸、超低功耗设计提供更好、更理想的结构。

 

图 1. SIMO 架构方框图。


SIMO 优势
电感饱和电流

电感饱和电流(ISAT)是指电感值下降到规定百分比对应的电流,取决于特定磁芯材料和结构的电感磁芯尺寸。将多个电感整合为一个电感,其优势在于便于满足总电感尺寸的要求。SIMO 优势如下:

 

节约成本、缩小尺寸


容易获取标准元件


分时复用:如果某个系统关闭时另一个系统开启,则可"共享"所要求的"share"所要求的 ISAT


平均:即使没有独占时隙,电流峰值往往发生在不同时间,从而有效降低 ISAT 要求


功耗


Maxim 的 SIMO 转换器通常达到了占位面积和散热之间的最佳平衡,其结构既拥有 DC-DC 转换器的优势,又具有单个 DC-DC 转换器+多个集成 LDO 架构的外形尺寸。此外,通过减少电感,也消除了电感之间的空隙,进一步降低总外形尺寸。

 

图 2. MAX77650 PMIC 具有低发热、小尺寸优势,适用于耳戴式和可穿戴等空间受限的电池供电设备。

 

PMIC 中的 SIMO
Maxim 的新型电源管理 IC (PMIC) MAX77650 和 MAX77651,采用微功耗 SIMO 升 / 降压 DC-DC 转换器设计。集成 150mA LDO 为噪声敏感电路供电。在 MAX77650/MAX77651 中,SIMO 利用单个电感提供三路独立的可编程电压输出,形成创新的电源管理方案。与其他分立方案相比,高度集成的 SIMO 架构有助于大大降低总方案尺寸。

 

SIMO 计算器
作为增值工具,Maxim 提供 SIMO 计算器帮助用户平衡 SIMO 相关参数。该基于电子表格的计算器工具,可在顶部的对应单元格输入系统参数。最相关的计算值用黄色突出显示。如果某个参数超出正常范围,相关单元将以红色突出显示。备注部分提供关于改善设计的指南。


精选产品