dsp应用系统的电源设计

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1、设计天地DESIGNFIELDTI模拟电路应用专栏竞赛DSP应用系统的电源设计ThepowerdesignofDSPapplicationsystems同济大学电子与信息工程学院段荣行孙懋珩摘要:本文主要介绍了TI公司TMS320C6000系列芯片的供电系统设计。整个系统采用单5V电源供电，用高效率的同步电压转换芯片提供稳定的DSP内核电压(1.9V)和周边I/O接口电压(3.3V)，同时巧妙地解决了两种供电的顺序问题，并增设了电源监控和复位电路，可以同时监测5V、3.3V和1.9V，确保供电系统稳定、高效地工作。关键词:数字信号处理器；DC/DC转换器；供电

2、顺序；电源监控引言由于DSP系统工作频率高，数据吞吐量大，功耗也相对较高，因此供电系统的好坏将直接影响到开发的系统稳定性，所以设计出高效率、高性能的供电系统具有极其重要的意义。本文主要叙述了基于DSP应用系统的电源设计，首先简要地介绍了TMS320C6000系列DSP的电源要求，接着介绍了TI公司的电压转换器芯片TPS6205×系列，并给出了产生内核电压和周边接口电压的具体电路，还讨论了某些元器件的选型；然后叙述了两种电源供电顺序的实现方法；最后是电源的监控和复位电路。图1产生内核电压CVdd的电路TMS320C6000系列DSP的电源指标TI公司的TMS32

3、0C6000系列DSP需要两种电源，CVdd和DVdd，分别给内核和周边I/O接口供电，如TMS320C6711C要求内核电压为1.9V,周边I/O接口电压为3.3V，而TMS320C6711B则要求内核电压为1.8V,周边I/O口电压为3.3V。正是因为DSP系统中需要两种电源，所以必须考虑它们的配合问题。在加电过程中，如果只有内核获得供电，周边没有得到供电，对芯片不会产生图2产生周边电压DVdd的电路本文2003年3月25日收到。段荣行，硕士，孙懋珩，博士，教授。www.eepw.com.cn电子产品世界2003.5/下半月39设计天地DESIGNFIEL

4、D关管的同步脉宽调制降压式电压转换器。同步校正电路不仅减少了外围器件，而且还提高了转换效率，其转换效率超过了95％。为了在大的负载电流范围内保持高的转换效率，芯片在轻载时会进入节能的脉冲频率调制模式，其典型的工作频率为850KHz，同时它还可以与600KHz_1.2MHz的外部时钟保持同步，以便满足不同的需求。TPS6205×有一个内置的软启动电路，主要是为了图3实现两种电源供电顺序的电路防止在加电时电流过冲而影响转换器的性能。此外，TPS6205×还有使能端和过温保护功能，当EN=0时，它将处于关闭状态，此时功率管、驱动器、电压参考电路和振荡器等电路都处于不

5、工作状态，使静态电流小于2μA；当TPS6205×温度高于门限值时，它将会自动关闭，一旦温度低于门限值，又会重新进入工作状态。其引脚功能如下：EN：使能端，低电平时处于关闭状态；FB：固定电压输出的反馈引脚；GND、PGND、VIN：地和电压输入引脚；图4电源监控和复位电路LBI、LBO：低电压输入、输出；任何损害，只是没有输入/输出能力而已；相反，如果周PG：powergood信号输出引脚；边I/O接口得到供电而内核退后加电，有可能会导致DSPSW：接输出电感引脚；和外围引脚同时作为输出端，此时如果双方输出的值是SYNC：同步信号引脚，当其为低电平时处于节能

6、模相反的，那么两输出端就会因反向驱动可能出现大电流，式，高电平时工作在低噪声模式。这将影响器件的使用寿命，甚至损坏器件。同样，在关闭内核电压CVdd的产生电源时，如果内核先掉电，也有可能产生大电流。因此，本文主要以TMS320C6711C为例来设计供电系统，在加电过程中，应当保证内核电源CVdd先加上，最晚也其CVdd为1.9V,DVdd为3.3V。输出1.9V的电压可以用应当与周边I/O接口电源DVdd同时加。关闭电源时，先芯片TPS62050来产生，它可以输出0.7V_6V可调电压，关DVdd，再关CVdd。文中主要是用TI公司的TPS6205具体电路如图

7、1所示。图1中PG接到芯片TPS62056的×系列产品来产生1.9V和3.3V。EN引脚上，这是为了满足供电顺序的要求。为了保证TMS320C6000芯片在电源未达到要求的电阻容元件的确定平时，不会产生不受控制的状态，所以有必要在系统中加从图1中可以看出，R1和R2组成一个电阻分压网络，入电源监控和复位电路。由该电路确保TMS320C6000芯输出电压可以表示为：片在系统加电的过程中，始终处于复位状态，直到CVdd式中V和DVdd达到所要求的电平。同时，一旦电源的电压降到门限值以下，强制芯片进入复位状态，确保系统稳定地工把V=1.9V代入上式中可得：R=2.8

8、R012作。为了在小电流时获得高的转换