Qorvo电源管理解决方案为SoC和AI处理器提供动力

从搭载人工智能（AI）技术的门铃，到可穿戴健康监测设备，再到增强现实眼镜，机器视觉的应用已远远超越了工业自动化领域。如今，它已成为众多消费电子产品的核心功能，通过智能检测与控制提升人们的日常生活品质。基于视觉的AI正在改变我们与设备的交互方式，无论是根据人员占用情况自动调节的智能照明系统、仅对有人使用的房间进行制冷的智能暖通空调（HVAC）系统，还是对患者生命体征和健康状况的远程监测。

据Global Market Insights数据，近年来机器视觉市场规模已达39亿美元，且正以超过18%的复合年均增长率持续增长。截至21世纪20年代初，全球物联网设备数量已达97.6亿台，产生的数据量超过64.2泽字节（ZB）。预计未来几年，这些数字将翻倍甚至增长三倍；并在设备外形尺寸持续缩小的同时，推动计算能力和电力需求的不断攀升。

为满足这些需求，越来越多的片上系统（SoC）供应商正致力于开发紧凑、高性能的解决方案，以应用于消费级和边缘AI领域；Synaptics和Ambarella（安霸）等等企业便是其中的典范。它们正打造高度集成的SoC；这些芯片集成了处理、存储、I/O以及传感功能，使设备更小巧、功能更强大。

SoC进一步推动了边缘计算的普及。边缘设备无需将数据发送至云端进行处理，而是能够在本地——有时直接在设备上，有时在其它边缘节点上——分析数据，从而带来降低延迟、提升隐私保护，以及实现实时响应等优势。据Gartner预测，75%的企业生成数据将在传统数据中心之外创建和处理。

SoC在多方面优化了性能，但同时也带来了独特的设计挑战，尤其是在电源管理领域。

AI SoC的设计要求

边缘设备中的机器视觉通常涉及捕获图像或视频流，并使用AI模型对其进行分析，以实现分类、检测，或跟踪等功能。这不仅需要高性能的处理器，还需要高效、可扩展的电源系统。

随着AI模型日益复杂（例如手势识别、面部识别、实时目标跟踪、空间建模等），计算负载也急剧增加。许多视觉处理器的功耗在0.5至1.5瓦之间，但它们依赖多个电压轨，并需要精确的时序控制、突发模式支持，以及电源门控技术，以最大限度地提高效率，特别是在主要由事件触发的设备中。先进的电源管理解决方案通常会采用能耗预测模型；配合电池健康监测功能，可实现关闭闲置模块、低功耗模式、智能充电计划，及自动关机条件等功能。

支持AI功能的SoC设备对电源管理有若干关键要求：

必须支持多路电压轨配置，并能为传感器、存储器、无线模块，以及显示或摄像头组件供电。

电源解决方案必须能够高效地处理突发模式事件——例如事件触发的AI推理或快速传感器响应，且不会产生过大的电压瞬变。

在空闲、休眠或低功耗监测状态下实现低静态电流，对于延长电池寿命至关重要。

这些系统还需要具备可靠的故障保护机制和出色的热性能，以确保在紧凑且散热受限的外壳内安全运行。

电源方案必须保持极小的物理尺寸，以便嵌入可穿戴设备、手持设备，及其它空间受限的设计中，同时仍需为现代SoC设备所必需的众多外设预留足够空间。

这正是Qorvo电源技术大显身手之处——其推出两款专为满足AI SoC在性能、能效与集成度方面严苛需求而设计的PMIC（电源管理集成电路）。

ACT88760 特性

ACT88760作为一款高度集成的PMIC，专为机器视觉SoC和边缘AI处理器等紧凑型、高功耗应用而打造。它在极其小巧的封装内，为需要多路电压轨、快速负载响应和超低待机功耗的系统提供了强大支持。下图为其功能框图，随后将介绍其关键特性。

图1，ACT88760框图

ACT88760设计用于2.6V至5.8V的输入电压范围，非常适合单节锂离子或锂聚合物电池应用。它集成了7个高效降压转换器——其中3个额定电流为4A，两个为3A，另外两个为2A——能够为AI处理器和无线模块等大电流组件带来有力支持。产品配备了6个低压差线性稳压器（LDO），包括两个高电源抑制比（PSRR）、800mA的LDO以及4个通用型400mA LDO，非常适合对噪声敏感的模拟与射频（RF）电路。其中两个LDO可重新配置为具有低导通电阻（RDS(on)）的1.2A负载开关（LSW），足以灵活切换辅助负载。这些电压轨支持广泛的输出电压范围（0.5V至3.8V），并且降压转换器可在双相模式下并联运行，以提供高达8A的电流，从而确保高电流SoC、AI加速器和无线模块的可靠运行。对于处理突发模式或事件触发工作负载的设计人员而言，该PMIC的2.25MHz开关频率可改善瞬态响应，同时最小化外部元件尺寸。

在空间受限且由电池供电的设备中，尽量减少功率损耗十分必要。ACT88760在所有稳压器均禁用的情况下，支持低至10µA的静态电流；在深度睡眠模式下，仅有一个LDO工作时，静态电流为65µA，非常适合“始终开启”的SoC系统。

该器件具备I²C可编程性以及多达11个多功能通用输入输出接口（GPIO），可用于系统级控制，非常适合动态电压调节、唤醒/睡眠协调和故障监测。其内置的保护功能包括过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、短路保护（SCP），和热关断保护，使ACT88760非常适合散热受限的设计。

ACT88760采用3.78mm x 3.78mm的WLCSP封装，且所需外部元件极少，平均比同类13轨PMIC小40%。这为传感器、存储器或更大容量的电池显著节省了电路板空间。对于每一毫米都举足轻重的AI SoC而言，ACT88760实现了高效、灵活且紧凑的电源管理解决方案。

ACT88911 特性

ACT88911是另一款高度集成的PMIC，非常适合配备SoC的设备。它是目前市面上电压轨数量最多的商用PMIC之一，专为计算机视觉、AI/AR/VR、FPGA，以及便携式音视频系统等应用提供多功能、高效的电源管理方案。它通过丰富的可配置稳压器和先进的系统控制功能，满足复杂的电源需求——且所有这些功能都集成在一个紧凑的3.76mm x 4.16mm WLCSP封装中。下图为其框图，随后将介绍关键特性。

图2，ACT88911框图

ACT88911可在2.7V至5.5V的宽输入电压范围内工作；其集成了5个降压转换器、2个升降压转换器、2个升压转换器，以及10个LDO/负载开关，共计19路电压轨。其中，降压转换器包括两个大电流5A电压轨（可并联以实现高达10A的连续输出）和3个1A电压轨，专为以高效、快速瞬态响应为核心的SoC供电而优化。两个升降压转换器可在输入电压之上或之下进行灵活的电压调节，非常适合动态性更强的SoC电源需求。此外，两个升压稳压器支持高达30mA的输出电流，且电压可编程至20V，能够满足发光二极管（LED）背光或辅助电源需求。

LDO与负载开关覆盖了广泛的电流处理能力：包括两个200mA高PSRR LDO，适用于对噪声敏感的模拟和RF模块；3个可配置为负载开关的通用400mA LDO；3个用于辅助负载的1.5A负载开关；以及2个超低静态电流的“常开型”LDO，专为待机或始终激活的SoC功能而设计。

ACT88911专为系统级灵活性而设计，具备全面的I²C接口，可实时配置输出电压、上电时序、动态电压调节（DVS），和故障管理。其12个多功能GPIO支持系统控制功能，如电源就绪信号、中断、带闪烁/呼吸模式的LED驱动，以及唤醒触发。该PMIC集成的主控制器可管理复杂的上电/断电时序、睡眠模式和故障监测，使系SoC设计人员能够优化电源状态，并确保在不同工作负载下稳定运行。

通过专有的ACOT控制技术用于降压和升降压稳压器、高达3.3MHz的高开关频率以减小外部元件尺寸，以及超低静态电流（在超低功耗模式下可低至约10µA），ACT88911实现了极致的能效表现。这些特性有助于延长电池寿命，并降低紧凑型、对功耗敏感SoC器件中的热耗散。

内置的保护功能包括欠压锁定（UVLO）、OVP、OCP、SCP，以及多级温度告警，防止SoC和系统在异常工况下受损，提高在严苛环境中的可靠性。

凭借高度集成、灵活配置和封装小巧等特点，ACT88760与ACT88911均能助力SoC器件在多轨电源系统中实现高效且可扩展的电源管理，从而加速产品上市进程，并降低整体系统成本与复杂性。

结论

机器视觉已不再是小众功能，而是下一代AI赋能、电池供电消费科技产品的核心所在。当今设计人员面临的关键挑战显而易见：如何在更小、更智能、更便携的外形中实现日益复杂的AI功能？

这正是Qorvo ACT88760和ACT88911等电源管理解决方案的价值所在。这两款PMIC专为边缘设备打造，满足多轨供电、超低待机功耗、动态工作负载支持，及极小占板面积等严苛需求。无论您正在开发新一代智能眼镜、家庭助手，还是便携式医疗监护仪，Qorvo都能为您带来“智”造更智能电源所需的工具。