關(guān)于DSP應(yīng)用電源系統(tǒng)的低功耗設(shè)計研究

2．4 輸出濾波器設(shè)計

　　TPS62290外接電感的取值范圍為1．5～4．7μH，輸出電容的取值范圍為4．7～22μF，最優(yōu)工作狀態(tài)下，電感為2．2μH，輸出電容取10μF。不同的工作狀態(tài)，電感和電容的最佳取值不同。為了工作穩(wěn)定，電感取值不得低于1μH，輸出電容不得低于3．5μF。

　　(1)電感的選擇

　　電感的取值直接影響到浪涌電流的大小。電感的選擇主要依據(jù)是DC阻抗和飽和電流。電感的浪涌電流隨著感應(yīng)系數(shù)的增加而減小，隨著輸入和輸出電壓的增加而增加。在PFM模式下，電感也會影響到輸出電壓的波動。電感取值大，輸出電壓波紋小，PFM頻率高，電感取值小，輸出電壓波紋大，PFM頻率低。

　　可以根據(jù)下式確定電感的大小：

　　其中f-開關(guān)頻率(2．25MHz)、L一電感值、 AIL一波峰電流、ILmax一最大電感電流實際中常用的方法是：將TPS62290的最大開關(guān)電流作為電感電流額定值，帶入上式，算出電感大小。

　　(2)輸出電容的選擇

　　TPS6229X系列芯片的輸出電容推薦使用陶瓷電容，因為低ESR的陶瓷電容可以抑制輸出電壓波紋，電介質(zhì)選用X7R或X5R。在高頻情況下，若采用Y5V和Z5U電介質(zhì)的電容，其電容值隨溫度的變化而變化，不宜采用。

　　在額定負載電流下，TPS62290工作在PWM模式下，RMS電流計算如下：

　　在輕載電流下，調(diào)整器工作于節(jié)能模式，輸出電壓峰值取決于輸出電容和電感的大小，大容量的電容和電感可以減小輸出電壓峰值，以平滑輸出電壓。

　　3 電路設(shè)計

　　 DSP雙電源解決方案如圖3所示。關(guān)于此電路的幾點說明：

　　1)電壓輸入端接電容值為10μF的陶瓷電容(C1、C2)，減小輸入電壓的波動。

　　2)電壓輸出端接陶瓷電容(C5、C6、C7、C8)，其電容值的選取參見本文2．4節(jié)。

　　3)U1的使能端接+5V高電平，上電輸出1．8V電壓，供給DSP內(nèi)核。

　　4)U2的使能端接1．8V電壓，當Ul輸出1．8V電壓時使能U2輸出3．3V電壓，供給DSP的I／O，這樣就實現(xiàn)了核電壓先上電，I／O電壓后上電。

　　5)1．8V和3．3V數(shù)字電壓分別通過鐵氧體磁珠L3、L4進行濾波，從而輸出1．8V和3．3V的模擬電壓。

　　6)電阻R1、R2、R3、R4、C3、C4的取值參加本文2．3節(jié)。

　　7)電感L1、L2的取值參加本文2．4節(jié)。

　　8)MODE引腳接地，芯片工作于節(jié)能模式，功耗降低。

　　4 結(jié)論

　　DSP復(fù)雜的電源系統(tǒng)對供電要求越來越高，如何在保證DSP高性能穩(wěn)定工作的條件下，降低DSP系統(tǒng)的功耗是一個需要解決的問題。本文介紹了TI公司最新推出的適合DSP低功耗電源系統(tǒng)設(shè)計的開關(guān)電源芯片，并設(shè)計了基于該芯片的雙電源方案，滿足DSP系統(tǒng)要求的上電順序。