优化电子产品微处理器电源管理对延长电池使用时间十分重要，max1586a、max1586b和max1587a系列电源管理器件针对x-scale微处理器进行了优化，利用简单的外围线路就可调高cpu内核电压以达到cpu对于输出电压的要求，适合更高工作频率的cpu。本文对cpu内核电压转变时间控制、调高输出电压的方式以及改变后cpu内核电压转变时间的变化进行了详细推导。

    图1：max1586电源管理控制器。

    随着pda/智能电话体积的缩小和更长电池使用时间的要求，电源管理成为达到这些设计目标的关键因素。电源管理控制器包含多组直流电源转换器、稳压器、电压检测器及控制接口，使用集成电源管理控制器可以节省控制器本身、外围元件占用的空间和成本，提高电源转换效率并适时地关闭或调整输出电压，进而达到更长的电池使用时间。利用集成电源控制器还可以简化设计，降低研发风险、缩短产品的上市时间。

    集成电源管理控制器

    美信集成产品公司推出一系列小型电源管理ic-max1586a、max1586b和max1587a，该系列器件适用于采用x-scale微处理器的产品。 其中max1586和max1587提供1mhz同步整流的高性能降压转换，因而不必使用外接二极管，可降低成本并减小产品尺寸。该系列ic可提供对7种高性能低电流电源的监控和管理功能，其dc-dc i/o电源可预置为3.3v或3v，也可调整为其它值，电流能高达1.3a。

    max1586a和max1587a对dram电源可预置为1.8v或2.5v，max1586b dram电源可预置为3.3v或2.5v，电流达900ma，器件的dram电压也能通过外部电阻进行调整。该电源管理ic对cpu供电可实现连续可编程的动态电压管理，电流可达500ma。此外，线性调整的输出能够管理sram、pll及usim供电。

    图1所示为max1586集成电源管理控制器，该控制器包含了三组直流电源转换器(pwm reg1、2、3)、三组稳压器(ldo reg4、5、6)、两组电压检测器、串行端口控制接口。图1中第一组转换器(pwm reg1)主要用于外围接口供电，预设输出电压3.3v、3.0v或由分压电阻调节，最大输出电流1.3a，可供给内部处理器、控制器外围接口或是cf适配卡、sd适配卡等外围电路；第二组转换器(pwm reg2)主要用于内存供电，预设输出电压2.5v、1.8v或由分压电阻调节，最大输出电流0.9a。这两组转换器内部各有一个并联的稳压器，当输出负载很小时，可以关闭dc-dc转换器，改由稳压器输出，以减少控制器的工作电流，进而提高转换效率。

    新一代中央处理器为求更省电，内核电源采用动态电压调整，max1586第三组电源转换器(pwm reg3)用来供给cpu内核电源，其输出电压可通过串口控制，输出范围可由0.7v调至1.475v，当cpu工作在不同模式时，所需内核电压也不同，例如在全速运行时需要1.3v，当进入省电模式时工作频率下降，可能只需要1.0v的供电电压，通过动态调整cpu的运行速度及内核电压，进而达到更省电的要求。每次调整输出电压时，输出电压转变时间由ramp引脚外接电容决定，选择适当的电容器以符合cpu对于内核电压动态转换的要求。

    内核电压转变时间的设定hspace=12 alt="图2. 1.3v至1.0v输出电压转变时间。

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    当由串口控制调整输出电压时，内部dac输出电压也随之改变，dac输出通过100kω连接至ramp引脚，而ramp引脚外接一个电容，在max1586设计中第三组直流电源转换器(pwm reg3)输出电压反馈点fb3的电压vfb3和ramp引脚电压vramp成正比，可得下式：

    vfb3=a×vramp，其中a=1.28。

    因dac输出电压改变，ramp引脚电压vramp按照电阻、电容决定的充放电时间而变化：

    eq1

    其中cramp为ramp引脚外接电容的容量，δv为电压变化量。以1.3v切换至1.0v，cramp=330pf、1500pf、3300pf为例，可以得到图2所示结果。

    利用一个简单的近似方法可以快速得到转变时间：2.2倍时间常数约等于输出电压从10%变化至90%所需时间，以cramp=1500pf为例,时间常数τ=100kω×cramp=150μs。因而得到输出电压转变所需时间约为330us，如输出电压从1.0v变化至1.3v，也就是输出电压变化斜率为1mv/us。