CTIMES/SmartAuto - 低壓差穩壓器可賦予行動裝置更大加值:麥瑞半導體

在市場上，大部分的手機都會因電源噪訊造成通話中斷、訊號強度降低等問題，然而消費者難以忍受這些造成手機使用中斷的情形。麥瑞半導體為消費市場的需求，推出了Ripple Blocker系列產品。CTIMES也特別專訪了麥瑞公司區域產品營銷經理Ken Mok，讓讀者進一步了解Ripple Blocker產品在行動裝置上的應用優勢。

問：您可以介紹Ripple Blocker系列為智慧手機或其他行動裝置產業所帶來的價值嗎？

答：目前市場上大部分的手機都會因電源噪訊造成通話中斷、訊號強度降低的種種問題，這是消費者無法在這些先進的應用程式中容忍的問題。在這些噪訊敏感系統中，使用額外的電源供應器濾波才能符合嚴格的設計要求。

傳統上，電源供應器的濾波要求可藉由在輸出端使用 LC 濾波器得到滿足。濾波器的目的，在於降低開關穩壓器的紋波電壓。使用適當的電路設計與印刷電路板(PCB)配置，降壓穩壓器的輸出紋波通常是輸出電壓的百分之一。例如，輸出電壓為 2.5V 時的輸出紋波為 25mV。LC 濾波器的設計在於衰減開關穩壓器的輸出紋波。簡單的輸出濾波器可將這種噪聲降低至20-40 db 中的任何程度，降低因數為10-100。而可能疊加於紋波之上的高頻尖峰則可以衰減得更多。

為了在單極 LC 濾波器上取得足夠的抑制效果，因此需要低切斷頻率，但這勢必導致使用較大規格的高容量電感器與電容器。在可攜式應用中，還需使用半導體開關來節省電力，這又會增加了 PCB 主板的面積。麥瑞公司開發出的 Ripple Blocker技術，是一種單晶片解決方案，可以將濾波器和開關同時融合到單一元件中。這可將 PCB 板所需的面積縮小至多百分之六十五，在最小的主板面積上提供更好的性能。

問：已知 Ripple Blocker 系列做為一個離散元件，可改善低光影像感應器的最小可偵測訊號擷取，您可以介紹一下它的其他功能嗎？ Ripple Blocker 系列的特點是什麼？

答：麥瑞公司的 Ripple Blocker 技術透過改善影像系統處理器 (ISP) 的系統電源紋波，來改善低光影像感應器的最小可偵測訊號擷取。MIC943xx 系列元件無需大型 LC 濾波器（在傳統應用中為必裝項）以減少離散解決方案中的紋波，藉此提供更多可用主板空間來滿足空間有限的設計。此外，該全新系列還提供 1.8V 至 3.6V 的工作電壓輸入範圍，其瞬態特性優異、具備超低壓差電壓和非常高的 PSRR（在 1KHz 時為 80db）。

該系列元件可提供達 500mA 的電流；更高電流的元件目前還在開發中。這系列積體電路都能提供完整的電流和熱故障狀態保護，晶片可提供超低壓差電壓（典型為 17mV）。此外，該元件還有 -40℃到 125℃的溫度範圍。封裝選項包括：200mA 版本有 0.88mm x 0.88mm 4 bump CSP 和 1.2mm x 1.6mm Thin-MLFR；500mA 版本有 0.84mm x 1.32mm 6 bump CSP 和 1.6mm x 1.6mm 6 針腳 Thin-MLF。

問：與其他公司的降壓穩壓器相比，Ripple Blocker 有什麼明顯優勢？

答：消費者對他們所購產品的性能的要求越來越高，因此工程師必須克服更加嚴苛的設計要求，以開發出具備更高影像擷取品質、更高訊號強度（在智慧型手機中）和避免通話中斷的產品。麥瑞公司的 Ripple Blocker 解決方案為工程師提供了一項目前其他離散解決方案都無法比擬的重要優勢，特別是充分抑制紋波為關鍵，以及在設計中改善資料處理系統的最小可偵測訊號是最重要的應用。

問：Ripple Blocker 系列是為了因應行動產業中的某些進展而開發的嗎？

答：這些全新的高電流 LDO 線性穩壓器可以降低經調節的輸出電壓的低頻率紋波（開關噪訊抑制）—尤其是那些需要直流對直流切換轉換器，其開關噪訊無法為敏感型下游電路所容忍的應用。突破性的 Ripple Blocker 元件旨在為今天高度敏感的資料和影像擷取系統提供更有效率的噪訊抑制。晶片可整合低 RDS(ON)、限流開關和低通濾波器（允許直流通過，阻止輸入電壓的交流元件）。這是一款高性能、低壓差穩壓器，具有比離散解決方案更佳的從直流到 5MHz 的 PSRR 性能。

該系列積體電路都具備用於開機順序的主動式高使能針腳。這款積體電路系統在同類中為首創，非常適合今天要求嚴苛的可攜式應用設備，包括智慧型手機、醫療成像器、平板電腦/筆記型電腦/網路攝影機、數位相機和錄影機、條碼掃描器、GPS 和用於影像感應器的影像系統處理器。

問：行動產業亟需輕便的行動設備。因此，整合元件是大勢所趨，那麼 Ripple Blocker 會整合到其他關鍵元件中嗎？為什麼？使用單片式和體積更小的解決方案來替代離散解決方案。

答：Ripple Blocker 能比目前的解決方案節省 65% 的主板空間。此外，使用 LC 濾波器的傳統解決方案有數處缺點，如在供電和/或負載電流變化期間過度振鈴和與鄰近電路交叉耦合等。另一方面，Ripple Blockers 具有較佳的線性和負載瞬態回應，能提供噪訊敏感應用設備所要求的低噪訊和穩定電壓。

答：行動設備中的某些敏感電路（例如，射頻子系統或相機模組）必須使用直接連接至主電池的線性穩壓器供電，以避免噪訊造成性能降級。但因為線性穩壓器本身會消耗一定電力，因此這種配置會大幅降低電池使用壽命。

使用紋波抑制器，系統設計師就可以使用級聯方法（直流/直流開關穩壓器 + 紋波抑制器）更有效地啟動這些敏感元件，藉此延長電池使用壽命和提升整體使用者體驗。