基于DSP的電源解決方案

本文描述了一種簡(jiǎn)單的電源解決方案。它采用同步降壓轉換控制器，如TPS56100、TPS5210、TPS56xx和TPS5602，面向TI的C6000 DSP應用。同時(shí)，本文列舉了三種電源解決方案：?jiǎn)坞妷狠斎胂到y（5V或12V）、雙電壓輸入系統（5V和12V）和寬輸入電壓范圍系統（4.5V～25V）。 　　

DSP對電源的要求
　 　
TI DSP家族（C6000和C54xx）要求有獨立的內核電源和I/0電源。雖然TI的DSP不要求內核電源和I/O電源之間有特殊的上電順序，但是假如有一個(gè)電源低于正常的工作電壓，設計時(shí)要確保沒(méi)有任何一個(gè)電源在任何時(shí)間段處于上電狀態(tài)。如果違反此規則，將嚴重影響器件的長(cháng)期可靠性。另外從系統級考慮，例如總線(xiàn)競爭，就要按順序上電。在這種情況下，內核電源的上電應當同步或提前于I/O緩沖器。
　　
采用TI同步降壓轉換控制器的電源解決方案具有極好的瞬間響應和轉換效率性能，其應用專(zhuān)門(mén)面向微處理器，如TI的C6000和C54xx產(chǎn)品線(xiàn)。此外，之所以采用滯后控制方法是為了保證系統的穩定性和補償問(wèn)題。

方案1：?jiǎn)坞妷狠斎霊茫╒in=5V）　　

TPS56100是一款開(kāi)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用。1.3V～2.6V的參考電壓來(lái)源于可編程電壓引腳（VP）。通過(guò)VP引腳可將輸出電壓設置成等同于參考電壓，或者通過(guò)采樣電阻(R2,R3)(見(jiàn)圖1)將輸出電壓設置成參考電壓的倍數。TSP56100還具有一個(gè)輸入禁止引腳來(lái)控制上電順序和低電壓禁止，從而保證在啟動(dòng)控制器之前，電源輸出沒(méi)有偏差。
　　
圖1是采用TPS56100的典型應用電路，它具有可編程的降壓DC-DC轉換器。VP引腳和兩個(gè)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：雙電壓輸出應用（Vin=5V和12V）
　　
作為一個(gè)同步降壓開(kāi)關(guān)模式的電源控制器件，TPS56XX應用在需要雙電壓輸出和寬電壓輸入范圍的直流負載應用中（如多組DSP應用）。采用TPS56xx的同步降壓轉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)響應要求的DSP、高速存儲器和類(lèi)似的處理器提供性能卓越的電源解決方案。

　　
帶有用戶(hù)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電源在處理器運行之前電壓輸出正常。典型的應用電路見(jiàn)圖2。具有精確的3.3V輸出是該電路的優(yōu)點(diǎn)。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(jiàn)圖3。關(guān)于1.5V內核電源和3.3V I/O電源的應用電路,參見(jiàn)先前的描述。將PWRGD引腳與另外一個(gè)電源的使能引腳相連,可產(chǎn)生電源開(kāi)啟順序（先內核上電，再外設上電）。大約10秒種之后（時(shí)間由C21，R10和R14設定，見(jiàn)圖2），PWRGD引腳電壓升高，從而驅動(dòng)另外一個(gè)TPS56xx器件。
　　
方案3：寬輸入范圍單電壓應用（Vin=4.5～25V）

　　
TITPS5602是一個(gè)雙通道同步降壓開(kāi)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(diǎn)。它是專(zhuān)為輸入電壓范圍寬的DSP應用而設計的。由于每個(gè)通道都是獨立的，因此，可通過(guò)設置待命引腳來(lái)獲得上電和下電順序。寬輸入范圍和可調整的電壓輸出使TPS56xx適合多種應用。

圖4是采用TPS5602的典型應用電路。該電路包括一個(gè)輸出電壓為1.8V和3.3V的雙通道同步降壓轉換器。兩個(gè)輸出電壓不僅互不依賴(lài)，而且可通過(guò)取樣電阻（如R1、R2、R3和R4）調整它們的輸出范圍（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