AT73C239：无线模块的高效电源管理解决方案

一、引言

在无线模块、GPS和WLAN设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。一个高效、稳定的电源管理单元（PMU）能够确保设备的性能和可靠性。今天，我们就来深入了解一款名为AT73C239的四通道电源管理单元，看看它是如何为这些设备提供优质的电源管理服务的。

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二、AT73C239概述

AT73C239是一款采用3 x 3 mm QFN封装的四通道电源管理单元。它是一款高度集成、低成本的电源管理设备，专为无线模块、GPS和WLAN设备而设计。该设备集成了四个线性低压降稳压器（LDO），其中三个可提供高精度的RF性能，另一个（LDO4）则具有极低的静态电流，由外部备用电池供电。

（一）主要特性

1. 电源供应
   • 主电源范围为3.0V至3.6V。
   • 备用部分有独立的2.5V至3.6V辅助电源。
2. LDO稳压器
   • LDO1：25 mA/1.8V - 2.75V，具有高PSRR和低噪声。
   • LDO2：30 mA/1.5V - 1.8V，具有高PSRR和低噪声。
   • LDO3：60 mA/1.23V - 1.5V - 1.8V，具有高PSRR。
   • LDO4：2 mA/1.2V - 1.5V - 1.8V，具有极低的静态电流。
3. 电压参考
   • HPBG：为RF部分的LDO提供高性能电压参考。
   • LPBG：在备用电池工作时为LDO4提供低功耗电压参考。
4. 其他特性
   • 内部振荡器生成内部主时钟。
   • 内部复位发生器用于主电源。
   • 额外的外部复位输入。
   • 两线接口（TWI）用于独立激活和每个LDO的输出电压编程。

三、详细功能解析

（一）LDO稳压器

1. LDO1：为无线设备的RF部分供电，工作电压范围为3.0V至3.6V，最小压差为300 mV，需要1 µF输出电容。在高达100 kHz的频率下具有高PSRR和低噪声。
2. LDO2：同样为RF部分供电，工作电压和最小压差与LDO1相同，也需要1 µF输出电容，在宽频带内具有高PSRR和低噪声。
3. LDO3：为RF部分提供60 mA的电流，工作电压和最小压差与前两者一致，同样需要1 µF输出电容。
4. LDO4：为无线基带的低功耗部分供电，通常由外部备用电池供电。工作电压范围为2.5V至3.6V，最小压差为300 mV。当电池插入时，LDO4始终开启，当POR1释放时激活。负载小于250 µA时，可使用470 nF输出电容；否则需要1 µF输出电容。

（二）电压参考

1. HPBG：为RF部分的LDO提供高精度、低噪声的电压参考。它以开关模式工作，可降低电流消耗。当RF LDO处于空闲模式时，能将静态电流降至最低。需要一个外部100 nF陶瓷电容来实现低噪声和高精度的电压参考。
2. LPBG：作为LDO4的参考电压，当VBAT引脚激活时启动，无需外部去耦电容。

（三）复位发生器

复位发生器在输入复位状态激活后至少100 ms产生输出复位（XRSTOUT）。输入复位状态可通过外部手动复位（连接到XRESIN引脚）或内部POR2监测VIN（在VDD3引脚）产生。只有当VIN存在时，才能生成XRESO引脚信号。

（四）内部状态机

内部状态机管理连接到VDD1、VDD2和VDD3引脚的稳压器的启动顺序，依次为LDO3、LDO1、LDO2。

（五）电源复位

1. POR1：监测VBAT引脚，当VBAT高于1.5V ± 300 mV时释放VPOR1信号，用于LDO4输出电压编程和启动。
2. POR2：监测VDD3引脚，当VIN高于1.5V ± 300 mV时释放VPOR2信号，用于复位内部状态机、启动两线接口（TWI），并启用LDO1、LDO2、LDO3的输出电压编程、参考电压和内部振荡器微调。

（六）内部振荡器

内部振荡器生成内部主时钟，用于同步监测LDO启动的状态机并控制HPBG。

（七）电压供应监测（VMON）

VMON监测VDD3引脚，当电压上升到2.7V时生成内部信号启动LDO，当电压下降到2.6V时生成关闭控制信号。

（八）两线接口（TWI）

TWI可用于激活、禁用和设置LDO1、LDO2、LDO3和LDO4的输出电压。使用LDO4时，VDD3必须存在。

四、启动过程

（一）VBAT上升时

LPBG自动启动，POR1启动LDO4。

（二）VDD3上升时

POR2启用以下功能：

1. 供应监测，关机阈值设置为2.7V，以防止基带芯片损坏。
2. 内部状态机，根据启动图启用其他电路。
3. 两线接口。

（三）VDD3下降时

当VDD3降至2.6V时，供应监测生成关闭控制信号。状态机接收到信号后，生成XRESO信号将基带芯片置于复位模式，并关闭LDO1、LDO2和LDO3。HPBG保持开启，以便在VDD3出现干扰时快速启动LDO。

五、正常操作

状态机监测XRESIN引脚，在复位发生时提供适当的XRESO引脚信号。用户可通过两线接口（TWI）控制和更改LDO1、LDO2、LDO3和LDO4的输出电压。

六、两线接口（TWI）协议

TWI是一种基于字节的传输格式，通过一个时钟线和一个数据线在唯一的两线总线上互连组件，速度可达400 Kbits每秒。AT73C239的7位地址为1001000。数据传输以START条件开始，以STOP条件结束，每个字节后需有确认信号。

七、正常模式和静态电流

模式	条件	静态电流（典型值）	静态电流（最大值）
备用电池模式	VBAT存在，VDD3不存在，LDO4开启	10 µA	30 µA
正常模式	VBAT存在，VDD3存在，LDO4、LDO1、LDO2、LDO3开启	800 µA	-

八、电气特性

（一）绝对最大额定值

包括工作温度、存储温度、电源输入电压等参数的限制，超出这些范围可能会对设备造成永久性损坏。

（二）推荐工作条件

规定了正常工作时的温度和电源输入电压范围。

九、应用建议

AT73C239适用于GPS模块、WLAN设备和无线模块等应用。在设计过程中，需要根据具体的应用需求合理配置LDO的输出电压和电流，同时注意电源的稳定性和噪声抑制。例如，在选择外部电容时，要根据LDO的要求选择合适的电容值和类型，以确保设备的性能和可靠性。

十、总结

AT73C239是一款功能强大、性能优越的电源管理单元，为无线模块、GPS和WLAN设备提供了全面的电源管理解决方案。它的多个LDO稳压器、电压参考、复位发生器和内部状态机等功能，能够满足不同应用场景的需求。同时，两线接口（TWI）的存在增加了系统的灵活性，用户可以根据实际情况对LDO进行控制和编程。在实际应用中，工程师们可以根据AT73C239的特点和电气特性，合理设计电路，以实现设备的最佳性能。大家在使用过程中有没有遇到过类似电源管理芯片的应用难题呢？欢迎在评论区分享。