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基于高性能数字信号处理器的供电模块设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-03-31 09:06:16




    如果让RT脚空接,FSEL接地或接在VIN上,则开关频率为350 kHz或550 kHz。如果采用外接电阻进行开关频率选择,有计算阻值的公式为:R=500 kHz/选择的开关频率×100 kΩ。设计中选用开关频率700 MHz,计算得应接电阻阻值为71.5 kΩ。
3.4 延时启动
    两芯片均有慢启动和输出输入使能控制功能。通过在脚SS/EN上连接不同容值的电容,可以获得不同的慢启动时间。尽管有专门的计算公式可以进行计算,但这里设计可以利用TI为专门电源设计推出的软件swift desig-ner,可以为设计提供很大的方便。swift designer提供一系列的电源芯片支持设计,包括对TPS54312和TPS54616的支持。
    在swift designer中设置参数,然后按“GO”,软件即能自动按照要求的参数选择电源芯片和搭建好外围电路。设参数为:输出电压1.2V,输出电流3A,输入最小电压4.8V,最大5.2V,慢启动时间3 ms,开关频率700 kHz。软件可以自动生成电路图,软件自动选择的电源芯片是TPS54312,同时外围电路已经连接好。
    同样修改参数,输出电压3.3V,输出电流6A,输入最小电压4.8V,最大5.2V,慢启动时间6 ms,开关频率700 kHz。同样,这时软件自动生成5V转3.3V的电路图(略)。
    在swift designer软件的帮助下,使设计变得灵活和简便。要获得正确的上电次序,设计中还应做一些调整。将TPS5431 2的PWRGD脚接至TPS54616的SS/ENA脚,如图2中原理图所示,同时接成上拉状态。这样,只有当TPS54312输出电压大于1.2 V*90%时,脚PWRGD输出为低,从而使能TPS54616,产生3.3 V的电压输出,从而获得正确的上电次序要求。在TPS54312输出电压没有达到要求时,TPS54616被上拉,不能产生3.3 V输出。这样通过慢启动时间的设置和对使能端引脚的控制两重保险.可以完全确保正确的上电延时和上电次序。同时,我们可以根据不同芯片对上电延时和上电的次序进行灵活调整,满足上电要求。


4 仿真分析
    swift designer软件还提供了初步的仿真分析,能直观地给出分析表,循环响应图,输入电压抖动的影响图,效率图和PCB布线图。下面是一系列相关仿真分析。
    从仿真可以看出,设计所采用的电源转换具有较高的转换效率,同时由于输入抖动而带来的影响也在系统可接受范围之内,加上外围电容滤波后,输出电压纹波效果还会有所改进。由于软件没有对上电次序的先后给出直观仿真,但通过对两电源芯片慢启动时间的设置先后和使能端的控制,系统上电次序得到了较好保证。

              

5 结 语
    供电模块设计对整个系统实现和系统良好运行意义重大,尤其对一些特殊供电要求的高性能器件而言更是如此。在电源模块的设计中,要综合考虑系统要求,设计灵活性,实现难易程度,成本、效率、封装等相应因素,从而做出全面的、折衷的考虑,以寻求最佳的设计方案。经过在雷达信号处理板上的实际应用,设计满足各项电压、电流和功耗要求,同时由于采用较好的上电次序设计,保证了ADSPTSl01的内核先于IO上电,从而使整个系统稳定性和可靠性得到了较好保证。

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