基于PowerPC处理器的嵌入式系统电源设计与实现

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1、第４４卷第３期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．３２０１４年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ．２０１４基于ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的嵌入式系统电源设计与实现亢晓丽，张鹏（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８）摘要：ＰｏｗｅｒＰＣ处理器以其多样化功能和优异的性能得到各领域广泛应用。基于此类处理器的嵌入式系统设计将会涉及到许多特殊问题，嵌入式处理系统的电源电路设计就是其中之一。以ＭＰＣ７５５为例分析了ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的供电要求和单板计算机的整体电路功能，开展了基于多种电源转换芯片的供电设计，解决了ＰｏｗｅｒＰＣ处理器嵌入式单板计算机的供电问题。关键

2、词：嵌入式处理器；电源设计；ＰｏｗｅｒＰＣ；热损耗中图分类号：ＴＰ３３１．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０３桘０１２５桘０３DesignandImplementationofPowerSupplyforPowerPCProcessorEmbeddedSystemＫＡＮＧＸｉａｏ桘ｌｉ，ＺＨＡＮＧＰｅｎｇ（Xi′anAeronauticsCmoputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，X′ian７１００６８，China）Abstract：ＰｏｗｅｒＰＣｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｉｔｓｖａｒｉｅｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｇｏｏｄｐｅｒ

3、ｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｗｅｗｉｌｌｍｅｅｔｌｏｔｓｏｆｓｐｅ-ｃｉａｌｑｕｅｓｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｏｎＰｏｗｅｒＰＣｐｒｏｃｅｓｓｏｒ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｆｏｒＰｏｗｅｒＰＣｐｒｏｃｅｓ-ｓｏｒａｎｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＰｏｗｅｒＰＣｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ｐｒｏｖｉｄｅａｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｋｉｎｄｓｏ

4、ｆｐｏｗｅｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｈｉｐｓ，ｓｏｌｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｑｕｅｓｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＰｏｗｅｒＰＣｐｒｏｃｅｓｓｏｒｅｍ-ｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｓ．Keywords：ｅｍｂｅｄｄｅｄｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ｄｅｓｉｇｎｏｆｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｐｏｗｅｒＰＣ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ引言键的部分，如果供电系统不能达到单板计算机模块上ＰｏｗｅｒＰＣ处理器正常工作所需的电压种类多、电其余功能子电路芯片正常工作的供电要求，直接影响流消耗大。因此在进行基于ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的嵌入式到功能子电路的正常工作。如果不能满足ＰｏｗｅｒＰＣ处单板计算机开发过程中，设计稳定可

5、靠的供电系统是理器的供电要求，单板计算机模块将无法正常工作。其中关键的部分。在类似于机载电子设备这种对可靠同时电源热设计也非常重要，低的电源转换效率性要求高、对功耗要求严格的应用环境中，供电系统的不仅造成能量的过度损耗，更重要的是这些能量转化设计不仅要满足ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的供电要求，而且要为热能后将对模块上的其余功能部件也造成威胁，在降低热损耗，提高ＰｏｗｅｒＰＣ处理器嵌入式单板计算机高可靠性要求的应用中，电源的功耗需要经过精确的的可靠性。计算、仿真和验证。本文通过分析ＰＣ７５５处理器的供电要求和外围功能电路的特点，选用高性能的ＤＣ／ＤＣ和ＬＤＯ电源２开关电源与线性电源芯片实现单板计算机的

6、电源供电设计，并进行了详细嵌入式单板计算机中的可选的供电方式主要有两的对比分析，得到最优的解决方案。种，一种是开关电源，另一种是线性电源。线性电源的优点是电特性优良、电路简单、纹波１电源设计的重要性小、电磁干扰小、动态响应快。缺点是对于低压大电流在进行基于ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的嵌入式单板计算机的应用场合，转换效率非常低，而且由于线性电源的调开发过程中，设计稳定可靠的供电系统是其中非常关整管与输入电源串联，如果调整管击穿，高电压施加到收稿日期：２０１３－１２－１６修订日期：２０１４－０４－１２作者简介：亢晓丽（１９８１－），女，山西临汾人，工程师，硕士，主要研究方向为计算机应用、无线传感器网络。

7、·１２６·航空计算技术第４４卷第３期负载端必将烧毁器件。对于表２中第１项，热损耗为Pｗａｓｔｅ＝（Vｓｏｕｒｃｅ－开关电源的优点是转换效率高，适用于输入和输Vｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）×I＝１８６８．１３ｍＷ，电源转换效率＝Pｅｆｆｅｃｔｉｖｅ／出电压压差大的场合，不易输出过电压而损坏负载，输（Pｅｆｆｅｃｔｉｖｅ＋Pｗａｓｔｅ）＝Vｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ／Vｓｏｕｒｃｅ＝６６％。出电压保持时间长。