面向DSP的電源解決方案

本文描述了一種簡單的電源解決方案。它采用同步降壓轉(zhuǎn)換控制器，如TPS56100、TPS5210、TPS56xx和TPS5602，面向TI的C6000 DSP應(yīng)用。同時，本文列舉了三種電源解決方案：單電壓輸入系統(tǒng)（5V或12V）、雙電壓輸入系統(tǒng)（5V和12V）和寬輸入電壓范圍系統(tǒng)（4.5V～25V）。

DSP對電源的要求

TIDSP家族（C6000和C54xx）要求有獨立的內(nèi)核電源和I/0電源。雖然TI的DSP不要求內(nèi)核電源和I/O電源之間有特殊的上電順序，但是假如有一個電源低于正常的工作電壓，設(shè)計時要確保沒有任何一個電源在任何時間段處于上電狀態(tài)。如果違反此規(guī)則，將嚴(yán)重影響器件的長期可靠性。另外從系統(tǒng)級考慮，例如總線競爭，就要按順序上電。在這種情況下，內(nèi)核電源的上電應(yīng)當(dāng)同步或提前于I/O緩沖器。

采用TI同步降壓轉(zhuǎn)換控制器的電源解決方案具有極好的瞬間響應(yīng)和轉(zhuǎn)換效率性能，其應(yīng)用專門面向微處理器，如TI的C6000和C54xx產(chǎn)品線。此外，之所以采用滯后控制方法是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和補償問題。

方案1：單電壓輸入應(yīng)用（Vin=5V）

TPS56100是一款開關(guān)模式的同步降壓電源控制器，能提供精確的可編程電壓輸出，適合5V單電源供電的微處理器應(yīng)用。1.3V～2.6V的參考電壓來源于可編程電壓引腳（VP）。通過VP引腳可將輸出電壓設(shè)置成等同于參考電壓，或者通過采樣電阻(R2,R3)(見圖1)將輸出電壓設(shè)置成參考電壓的倍數(shù)。TSP56100還具有一個輸入禁止引腳來控制上電順序和低電壓禁止，從而保證在啟動控制器之前，電源輸出沒有偏差。

圖1是采用TPS56100的典型應(yīng)用電路，它具有可編程的降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器。VP引腳和兩個外部電阻（R2，R3）決定可編程電壓的輸出范圍,大約是從1.3V～5V。輸出電壓Vo按以下公式計算：

Vo=（1+R2/R3）Vref

方案2：雙電壓輸出應(yīng)用（Vin=5V和12V）

作為一個同步降壓開關(guān)模式的電源控制器件，TPS56XX應(yīng)用在需要雙電壓輸出和寬電壓輸入范圍的直流負載應(yīng)用中（如多組DSP應(yīng)用）。采用TPS56xx的同步降壓轉(zhuǎn)換器具有固定輸出電壓(3.3V、2.5V、1.8V和1.5V),可為有負載瞬態(tài)響應(yīng)要求的DSP、高速存儲器和類似的處理器提供性能卓越的電源解決方案。

帶有用戶選擇端的滯后控制器可有效消除負載變化所引起的上沖和下沖現(xiàn)象。輸入禁止引腳一方面用于控制上電順序,另一方面與低電壓禁止引腳確保系統(tǒng)電源在處理器運行之前電壓輸出正常。典型的應(yīng)用電路見圖2。具有精確的3.3V輸出是該電路的優(yōu)點。用TPS5615、TPS5618和TPS5625，將分別獲得2.5V、1.8V和1.5V的輸出電壓。

基于TPS56xx的TI DSP電源解決方案參見圖3。關(guān)于1.5V內(nèi)核電源和3.3V I/O電源的應(yīng)用電路,參見先前的描述。將PWRGD引腳與另外一個電源的使能引腳相連,可產(chǎn)生電源開啟順序（先內(nèi)核上電，再外設(shè)上電）。大約10秒種之后（時間由C21，R10和R14設(shè)定，見圖2），PWRGD引腳電壓升高，從而驅(qū)動另外一個TPS56xx器件。

方案3：寬輸入范圍單電壓應(yīng)用（Vin=4.5～25V）

TITPS5602是一個雙通道同步降壓開關(guān)模式的電源控制器，具有雙通道和反饋控制快速的優(yōu)點。它是專為輸入電壓范圍寬的DSP應(yīng)用而設(shè)計的。由于每個通道都是獨立的，因此，可通過設(shè)置待命引腳來獲得上電和下電順序。寬輸入范圍和可調(diào)整的電壓輸出使TPS56xx適合多種應(yīng)用。

圖4是采用TPS5602的典型應(yīng)用電路。該電路包括一個輸出電壓為1.8V和3.3V的雙通道同步降壓轉(zhuǎn)換器。兩個輸出電壓不僅互不依賴，而且可通過取樣電阻（如R1、R2、R3和R4）調(diào)整它們的輸出范圍（大約在輸入電壓和1.2V之間）。輸出電壓OUT1和OUT2的方程式如下，其中參考電壓為1.185V。

Vout1=(1+R3/R2)Vref

Vout2=(1+R4/R1)Vref