基于 TPS62300 的小型解決方案可實(shí)現動(dòng)態(tài)電壓管理

系統概覽

針對便攜式應用的現代處理器大部分都有著(zhù)集成的I2C接口，連接至外部電源管理單元。圖1顯示了生成自適應核心電源的可選解決方案。處理器核心消耗的功率與工作頻率以及VCORE2成正比。

基于 TPS62300 （3MHz 同步降壓轉換器）和 DAC6571（10 位數模轉換器）的雙芯片解決方案將高準確度和超小電壓步進(jìn)結合在了一起。

根據處理器的工作頻率，核心電壓可非常準確地動(dòng)態(tài)調節至較低限值，從而最小化功耗。使用該原則不僅可降低活動(dòng)模式下的功耗，還可通過(guò)減少深度睡眠模式下的漏電流來(lái)延長(cháng)待機時(shí)間。

TPS62300：核心電壓的中心

德州儀器（TI） 近期發(fā)布了TPS62300，它是新一代高頻降壓轉換器的旗艦產(chǎn)品，工作在3MHz的交換頻率上。先進(jìn)的求和比較器電壓模式控制拓撲提升了穩壓性能的新層次。最佳的瞬態(tài)響應和輸出電壓準確度可滿(mǎn)足現代核心所要求的最嚴格電壓規范。

TPS62300 可與低至 1.0mH 的電感以及低至4.7mF 的輸出電容共同工作，這就可以使用微型低成本的芯片電感。該器件還采用芯片級小型封裝（2mm x 1mm x 0.65mm），從而在小巧外觀(guān)解決方案的尺寸成為關(guān)鍵因素時(shí)，能夠滿(mǎn)足移動(dòng)電話(huà)制造商的需求。

TPS62300：方便的動(dòng)態(tài)電壓縮放

圖2顯示了簡(jiǎn)化的TPS62300塊示意圖。其目的在于說(shuō)明器件的增益架構和控制回路設計。我們注意到，其不同于傳統穩壓器的一個(gè)地方是輸出電壓的設置方式。

就傳統而言，參考電壓作用于故障放大器的正極，我們通過(guò)傳感輸出電壓并通過(guò)外部電阻器將其拆分為參考電壓，從而對所需的輸出電壓進(jìn)行編程。

TPS62300通過(guò)內部低功率低偏移運算放大器和外部電阻器編程放大參考電壓（VREF = 400mV） 至所需輸出電壓的三分之二，從而生成輸出電壓。該電壓成為"動(dòng)力系"的參考，其DC封閉回路增益（APT）為1.5。

功率放大器中的固定封閉回路增益不僅提供不變的"小信號"瞬變響應（不管編程輸出電壓如何），而且在L/C組合方面還實(shí)現了很?chē)栏竦姆€壓誤差率和穩健性。

圖3詳細給出了用于放大帶隙參考電壓的運算放大器的實(shí)施情況。該低偏移運算放大器可視為一個(gè)帶有A類(lèi)輸出級的理想放大器，其特點(diǎn)是能夠提供電流，但不會(huì )吸收電流。

為了實(shí)現帶有負反饋的線(xiàn)性系統，帶隙緩沖放大器需用低于VREF （400mV）的DAC 電壓操作。只有這樣電流才能流出ADJ引腳，并通過(guò)R1和R2電阻器流向GND。

假定DAC電壓高于VREF，則VREF允許電流通過(guò)R1和R2的另一循環(huán)進(jìn)入ADJ引腳。由于運算放大器輸出級（MOS1）只能提供電流，因此它不能再以線(xiàn)性模式工作。在這種情況下，用于電壓跟隨器配置的MOS1晶體管阻抗很高。實(shí)際上，為了"越過(guò)"ADJ電壓，我們只需將FB電壓保持高于內部參考電壓（VREF）即可。

如果DAC電壓高于A(yíng)DJ，參考進(jìn)入ADJ引腳的電阻，則應考慮配備外部默認電壓設置電阻器R1和R2（1MW