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1、第25卷第4期增刊仪器仪表学报2004年8月DSP电源的典型设计王廷银(福建师范大学物理与光电信息科技学院福州350007)摘要介绍了DSP的电源设计方案,并对电源芯片TPS70351的特点和应用进行了论述。关键词电源设计TPS70351芯片散热TypicalDesignofDSPPowerWangTingyin(TheSchoolofPhysicsandOpto-electronicsTechnology,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China)Abs
2、tractIthasintroducedthepowerdesignofDSP,andhasexpoundedthefactstothecharacteristicandus-ingsofTPS70351ofchipofpower.KeywordsDesignofpowerTPS70351Loss-of-heatofthechipQ1采用的是PMOS管,好象在电路中串上一个1引言在现代通讯设备中,容量的增加、功能的扩展等都造成电源功率大大增加,EMI、防干扰、防止浪涌等其它问题也随之出现。一个良好
3、的产品在设计之初,就必须从整体上考虑电源的EMI、防干扰、浪涌、瞬态保护及散热等重要因素,因此电源设计是非常重要的一个环节。在实际设计中,设备的整体供电大多采用开关电源;而相对于每一块电路板或每一片重要芯片(如FP-图1原理结构图GA、DSP)的供电则需要电压调节器,它主要包含开关低值的电阻。流过Q1的电流与负载基本一样,Q1是个型、并联型和线性调节器。开关调节器的效率较高,但压控元件,静态电流非常小。当Vo下降时,通过控制器其本身具有一定的开关噪声,从而会从电源的输入端增加Vsg,使Q1的电流增
4、大,至使Vo上升;当Vo上升产生差模与共模干扰信号。线性/并联型调节器的低噪时,通过控制器减少Vsg,使Q1电流减少,至使Vo下声和简单性使它相对于开关调节器更有吸引力。最简降,从而达到稳定Vo值。单的电压调节器是并联型调节器,它通过调节流过电阻的电流,使输入电压下降到一个稳定的输出电平。线2DSP电源设计方案性调节器的输入电流接近于输出电流,它的效率(输出功率除以输入功率)接近于输出/输入电压比。因此,压扩频单元的电路板由总体设备统一提供12V和差是一个非常重要的性能,因为更低的压差意味着更+5
5、V直流电源。在设计中,用12V经过稳压变成5V高的效率。LDO(LowDropout)线性稳压器的低压差和+3.3V,给中频、A/D、D/A和时钟等模拟电路供特性有利于改善电路的总体效率,这里采用的就是电,而利用+5V经过LDO(低压差线性稳压器)电源LDO线性稳压器,原理结构如图1所示。566仪器仪表学报第25卷给FPGA及DSP等数字电路供电。这样,对模拟和数第一路稳压输出的“电源准备好”(PowerGood)字两种电路的供电进行了隔离,从而减轻了相互之间指示;的串扰。极低的静态电流(典型值为
6、185LA);虽然DSP不要求内核电源和I/O电源之间有特待机状态的输入电流仅1LA;殊的上电顺序,但是假如有一个电源低于正常的工作低噪声输出,没有旁路滤波电容时VRMS为电压,设计时就要确保没有任何一个电源在这个时间78LV;段处于上电状态,如果违反此规则,将严重影响器件的快速输出电容放电功能;长期可靠性。另外,从系统级考虑,总线竞争就要求按两路手动复位输入(由MR1、MR2高低电平控顺序上电。这种情况下,内核电源的上电就应当同步或制);提前于I/O控制器。讲究供电次序的原因在于:如果只2%精确
7、度的过载和;过热监测极低输入电压时锁有CPU内核获得供电,周边I/O没有供电,对芯片是定输出功能(UVLO);不会产生任何损害的,只是没有输入/输出能力而已;过热保护功能。如果反过来,周边I/O得到供电而CPU内核没有加电,那么芯片缓冲/驱动部分的三极管将在一个未知状态下工作,这是非常危险的。在有一定安全措施保障的前提下,允许两个电源同时加电,两个电源都必须在25ms内达到规定电平的95%。鉴于低噪声和简单性等因素,采用TI公司的TPS70351型LDO线性稳压器对FPGA和DSP的供电。3TPS
8、70351芯片概述TPS70351系列是TI公司专门为DSP、ASIC和图3DSP典型供电电路FPGA等芯片供电而设计的LDO线性稳压器。它提供双路独立稳压输出,且具备电压监测复位(SVS)、手动4基于TPS70351的DSP典型供电电路复位、使能控制以及可编程上电顺序等功能,特别适用于DSP芯片的供电。其引脚功能如图2所示。具体DSP典型供电电路如图3所示。Vout1输出的图2TPS70351引脚功能图TPS70351系列的主要特性如下:双路独立稳压输出;图4电平逻辑图可选择的上
