ASP4644芯片低功耗设计思路解析

ASP4644芯片是国科安芯推出的一款4通道输出的DCDC转换器，它内置功率MOSFET和电感，适用于4-15V的宽输入电压范围，每通道可输出0.6~5V电压，最大可驱动5A的负载。对于更大的负载，可将4个通道输出并联使用。

功耗是衡量芯片性能的一个重要指标，功耗越低，电子设备的续航时间越长，减少了散热问题，降低能耗。ASP4644单通道工作时，通过拉低RUN引脚使芯片进入关断模式，此时芯片将会处于低功耗模式，整体消耗十几微安电流。

在芯片的关断模式下，为了保证芯片再启动正常，芯片内部用于供电的LDO，BG和使能控制模块是不关断的，以保证芯片使能信号的正常输出，保证再启动正常。

图1  LDO开启模式电源拓扑

这种模式下，LDO，BG和使能控制模块将会一直处于开启状态，会持续消耗电流，增加芯片在关断模式下的功耗。

为了降低关断模式下功耗，关断LDO、BG和使能控制模块，可以降低功耗，但是使能模块的电源信号来自LDO，在芯片再启动的这个过程中，使能控制模块输出信号可能会处于不确定的状态，导致启动阶段内部的逻辑混乱，影响芯片的正常启动。

在ASP4644的设计中，我们采用预稳压模块来为使能模块供电，在关断模式中，LDO和BG也会受到使能信号控制关闭，而节省大量功耗。

图2  LDO关断模式电源拓扑

使能模块的电源电压来自预稳压模块，该模块常开，并且功耗很小，会一直发送使能信号，因此既减小了整体在shutdown模式下的功耗，也避免了芯片再启动的逻辑问题。

为了在关断模式下，尽可能地减小功耗，设计预稳压模块时，应当以低功耗为主，适当地简化电路。由于预稳压模块只给使能控制模块供电，而使能控制模块功耗很小，因此，预稳压模块采用五管OTA运放结构的LDO来驱动，偏置电路也相对简单，实现低功耗的同时也不会占用太大面积，电路具体结构如下。

图3  预稳压模块偏置电路原理图