DSP電源系統的低功耗設計已受到越來(lái)越多的關(guān)注。TPS62290是TI公司最新推出的適用于DSP低功耗設計的開(kāi)關(guān)穩壓電源芯片。本文詳細介紹了該芯片的主要特點(diǎn)、工作原理及典型應用電路，提出一種基于TPS62290的DSP雙電源解決方案。
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從一定程度上說(shuō)，選擇什么樣的DSP就決定系統處于什么樣的功耗層次。在實(shí)際應用中，電源系統直接決定了DSP能否在高性能低功耗的情況下工作，因此，一個(gè)穩定而可靠的電源系統是至關(guān)重要的。
TI公司最新推出的TPS6229X系列開(kāi)關(guān)電源芯片有兩種工作模式：PWM模式和節能模式。在額定負載電流下，芯片處于PWM模式，高效穩定的為DSP供電，當負載電流降低時(shí)，芯片自動(dòng)轉入節能模式，以減小系統功耗，適宜于DSP系統的低功耗設計，本文主要介紹了該芯片的特點(diǎn)，并給出了基于此芯片的DSP電源電路。
l DSP電源特點(diǎn)
1．1 電源要求
TI公司的DSP需要給CPU、FLASH、ADC及I／O等提供雙電源供電，分別為1．8V或2．5V核電源和3．3V的I／O電源，每種電源又分為數字電源和模擬電源，即數字1．8V(2．5V)、模擬1．8V(2．5V)，數字3．3V，模擬3．3V。相對與模擬電源和數字電源，也要求有模擬地和數字地。數字電源與模擬電源單獨供電，數字地與模擬地分開(kāi)，單點(diǎn)連接。
DSP大多采用數字電源供電，可以通過(guò)數字電源來(lái)獲得模擬電源，主要有兩種方式： (1)數字電源與模擬電源、數字地與模擬地之間加電感或鐵氧體磁珠構成無(wú)源濾波網(wǎng)絡(luò )。鐵氧體磁珠在低頻時(shí)阻抗很低，在高頻時(shí)很高，可以抑制高頻干擾，從而消除數字電路的噪聲。 (2)采用多路穩壓器。方法(1)結構簡(jiǎn)單，能滿(mǎn)足一般的應用要求，方法(2)有更好的去耦效果，但電路復雜成本高。
1．2 供電次序
TI公司DSP采用雙電源供電，因此，需要考慮上電、掉電順序。大部分DSP芯片要求內核電壓先上電，I／O電壓后上電。因為如果只有CPU內核獲得供電，周邊I／O沒(méi)有供電，對芯片不會(huì )產(chǎn)生損害，只是沒(méi)有輸入輸出能力而已；如果周邊I／O獲得供電而CPU內核沒(méi)有加電，那么DSP緩沖驅動(dòng)部分的三極管處于未知狀態(tài)下工作，這是很危險的。但是也有要求I／O電壓先上電，內核電壓后上電，如TMS320F2812。
在設計不同DSP芯片的電源系統時(shí)，要根據其不同的電源特點(diǎn)，否則可能造成整個(gè)電源系統的損壞。
2 TPS62290芯片介紹
2．1 芯片特點(diǎn)
TPS62290是TI公司最新推出的高效率同步降壓DC／DC轉換器，應用于手機、掌上電腦、便攜式媒體播放器以及低功耗DSP電源設計中，其主要有以下特點(diǎn)：
?輸出電流高達1000mA
?輸入電壓范圍為2．3～6V
?固定工作頻率為2．25MHz
?輸出電壓誤差范圍為一1．5％～1．5％
?輕載下采用節能模式
?靜態(tài)電流約15μA
?最大占空比為100％
?芯片采用2×2×0．8mm SON封裝
圖l是TPS62290封裝圖，各引腳功能如表l所示。
2．2 工作原理
TPS62290降壓調整器有兩種工作模式：PWM模式和節能模式。當負載電流增大時(shí)，工作于PWM模式，當負載電流減小時(shí)，自動(dòng)轉入節能模式以減小系統功耗。
在PWM模式下，TPS62290使用獨特的快速響應電壓控制器將輸入電壓供給負載，在每個(gè)周期的開(kāi)始觸發(fā)高壓MOSFET開(kāi)關(guān)管，電流從輸入電容經(jīng)過(guò)高壓MOSFET開(kāi)關(guān)和電感流向輸出電容和負載。這一階段，電流逐漸上升，當上升到PWM的極限電流時(shí)觸發(fā)比較器，關(guān)閉高壓MOSFET開(kāi)關(guān)管。當高壓MOSFET開(kāi)關(guān)管的電流過(guò)大時(shí)也會(huì )觸發(fā)電流極限比較器將其關(guān)閉。經(jīng)過(guò)一段死區時(shí)間，低壓MOSFET整流器工作，電感電流逐漸降低，電流從電感流向輸出電容和負載，通過(guò)低壓MOSFET整流器再流回電感中。在下個(gè)周期開(kāi)始時(shí)，時(shí)鐘信號又關(guān)閉低壓MOSFET整流器并且打開(kāi)高壓MOSFET開(kāi)關(guān)管，如此循環(huán)往復。
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