l DSP电源特点
1.1 电源要求
TI公司的DSP需要给CPU、FLASH、ADC及I/O等提供双电源供电,分别为1.8V或2.5V核电源和3.3V的I/O电源,每种电源又分为数字电源和模拟电源,即数字1.8V(2.5V)、模拟1.8V(2.5V),数字3.3V,模拟3.3V。相对与模拟电源和数字电源,也要求有模拟地和数字地。数字电源与模拟电源单独供电,数字地与模拟地分开,单点连接。
DSP大多采用数字电源供电,可以通过数字电源来获得模拟电源,主要有两种方式: (1)数字电源与模拟电源、数字地与模拟地之间加电感或铁氧体磁珠构成无源滤波网络。铁氧体磁珠在低频时阻抗很低,在高频时很高,可以抑制高频干扰,从而消除数字电路的噪声。 (2)采用多路稳压器。方法(1)结构简单,能满足一般的应用要求,方法(2)有更好的去耦效果,但电路复杂成本高。
1.2 供电次序
TI公司DSP采用双电源供电,因此,需要考虑上电、掉电顺序。大部分DSP芯片要求内核电压先上电,I/O电压后上电。因为如果只有CPU内核获得供电,周边I/O没有供电,对芯片不会产生损害,只是没有输入输出能力而已;如果周边I/O获得供电而CPU内核没有加电,那么DSP缓冲驱动部分的三极管处于未知状态下工作,这是很危险的。但是也有要求I/O电压先上电,内核电压后上电,如TMS320F2812。
在设计不同DSP芯片的电源系统时,要根据其不同的电源特点,否则可能造成整个电源系统的损坏。
2 TPS62290芯片介绍
2.1 芯片特点
TPS62290是TI公司最新推出的高效率同步降压DC/DC转换器,应用于手机、掌上电脑、便携式媒体播放器以及低功耗DSP电源设计中,其主要有以下特点:
·输出电流高达1000mA
·输入电压范围为2.3~6V
·固定工作频率为2.25MHz
·输出电压误差范围为一1.5%~1.5%
·轻载下采用节能模式
·静态电流约15μA
·最大占空比为100%
·芯片采用2×2×0.8mm SON封装
图l是TPS62290封装图,各引脚功能如表l所示。
2.2 工作原理
TPS62290降压调整器有两种工作模式:PWM模式和节能模式。当负载电流增大时,工作于PWM模式,当负载电流减小时,自动转入节能模式以减小系统功耗。
在PWM模式下,TPS62290使用独特的快速响应电压控制器将输入电压供给负载,在每个周期的开始触发高压MOSFET开关管,电流从输入电容经过高压MOSFET开关和电感流向输出电容和负载。这一阶段,电流逐渐上升,当上升到PWM的极限电流时触发比较器,关闭高压MOSFET开关管。当高压MOSFET开关管的电流过大时也会触发电流极限比较器将其关闭。经过一段死区时间,低压MOSFET整流器工作,电感电流逐渐降低,电流从电感流向输出电容和负载,通过低压MOSFET整流器再流回电感中。在下个周期开始时,时钟信号又关闭低压MOSFET整流器并且打开高压MOSFET开关管,如此循环往复。