德州儀器(TI)公司推出的三個新型大電流低壓降穩(wěn)壓器" title="穩(wěn)壓器">穩(wěn)壓器(LDO)系列產(chǎn)品分別是:最大輸出電流為7.5A的TPS759xx" title="TPS759xx">TPS759xx,;最大輸出電流為5A的TPS755xx和最大輸出電流為3A的TPS757xx,。這些產(chǎn)品均采用TI專有的高級BiCMOS制造工藝技術(shù),可獲得極低的電壓降,。該系列器件可應(yīng)用在那些對電壓有特殊要求的場合,,如要求從3.3V電源中得到2.5V穩(wěn)壓輸出且滿負(fù)載時高達(dá)7.5A的應(yīng)用。該LED系列器件的典型應(yīng)用包括計算機電源,、大型平板顯示模塊,,以及具有嵌入式數(shù)字信號處理器(DSP)、微處理器(MPU),、微控制器(MCU)和可編程邏輯器件(PLD)的設(shè)備電源,。
雷達(dá)" title="雷達(dá)">雷達(dá)信號處理系統(tǒng)" title="信號處理系統(tǒng)">信號處理系統(tǒng)中的應(yīng)用" onclick="get_larger(this)" src="http://files.chinaaet.com/images/20100914/f0bd79e7-7ede-4229-a7ee-c66baff6be5d.jpg" />
1 TPS759xx的特性和引腳功能
1.1 主要特性
TPS759xx系列低壓降穩(wěn)壓器的主要特性如下:
·最大輸出電流為7.5A的低壓降穩(wěn)壓器;
·具有1.5V,、1.8V,、2.5V、3.3V固定輸出電壓和1.22~5V的可調(diào)輸出電壓,;
·具有開漏電源就緒(power-good)狀態(tài)輸出信號(只用于固定輸出),;
·當(dāng)電流為7.5A時,典型壓降為400mV(TPS75933),;
·靜態(tài)電流很低(典型值為125μA),;
·具有快速的瞬態(tài)響應(yīng);
·固定輸出電壓的精精度為±3%,;
·采用5引腳TO-220和TO-263封裝,;
·具有熱關(guān)斷保護(hù)功能,。
1.2 引腳功能
TPS759xx穩(wěn)壓器各個引腳的具體功能如下:
EN:使能引腳,用于控制器件的使能或關(guān)閉,。當(dāng)EN為高電平時,,器件禁止;為低電平時,,器件使能,。
PG:低電平有效,用于顯示輸出電壓Vout的狀態(tài),。當(dāng)輸出電壓Vout達(dá)到規(guī)定電壓的91%時,,PG變?yōu)榈妥杩範(fàn)顟B(tài);當(dāng)Vout低于規(guī)定輸出輸出的91%時(例如在超負(fù)載狀態(tài)下),,PG為高阻態(tài),。PG端在開漏輸出時應(yīng)接一上拉電阻器,。
FB:輸出電壓可調(diào)時,,F(xiàn)B是電壓反饋輸入引腳。必須與輸出端直接相連,,以獲得1.22V的最小輸出電壓,,也可通過外部反饋電阻分壓器來獲得其他輸出電壓。FB端的布線要盡可能的短,,以降低噪聲,。在FB端和Vout之間一般不加RC網(wǎng)絡(luò)來濾掉噪聲,因為這樣會引起調(diào)節(jié)器振蕩,。
IN:輸入引腳,。
OUTPUT:輸出引腳。
2 TPS759xx的工作原理
當(dāng)輸出為3.3V,,7.5A,、5A和3A的LDO系列穩(wěn)壓器的典型電壓降分別為400mV、250mV和150mV,。因此,,這些穩(wěn)壓器可以輕而易舉地從3.3V電源中獲得2.5V輸出。實際上,,基于處理器的系統(tǒng)也越來越要求穩(wěn)壓器具有這種能力,。表1給出了TPS759xx系列芯片的電壓輸出值。其中的TO-220和TO-263為封裝形式,。圖1所示是TPS759xx采用固定電壓輸出的外圍電路圖,。TPS759xx系列芯片的開漏電源就緒(Power Good)輸出信號不但可減少元件數(shù)目、降低成本和節(jié)省電路板空間,,而且對于那些需要從兩個電壓中獲得上電" title="上電">上電順序的應(yīng)用也非常有用,。通過指示穩(wěn)壓器的輸出電壓何時達(dá)到特定的范圍,,Power Good信號可激活組合電源中第二個電源的輸出,借助該方法,,兩個獨立電壓可在Power Good的控制下有條不紊地開啟,。另外,TPS759xx系列LDO還可快速響應(yīng)線性電壓(line voltage)和負(fù)載電流的瞬態(tài)變化,,具體的瞬態(tài)響應(yīng)時間取決于特定的電路,。在某些應(yīng)用中,通常要求DSP,、MPU,、MCU和PLD必須迅速從省電的睡眠或待機狀態(tài)進(jìn)入全工作模式。該系列LDO的瞬態(tài)響應(yīng)如此之快,,足以滿足上述應(yīng)用的需要,。此外,為了節(jié)約系統(tǒng)功耗,,這三個LDO系列的所有成員都具有125μA的滿負(fù)載靜態(tài)電流,。而當(dāng)穩(wěn)壓器截止時,靜態(tài)電流可降至1μA以下,。
3 TPS75925在信號處理系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1 系統(tǒng)供電電路
本信號處理系統(tǒng)采用ADI公司的ADSP TS101s芯片構(gòu)成多片仿真雷達(dá)接收信號處理系統(tǒng),,系統(tǒng)主要由六個DSP、一個CPLD(Altera公司的EP1K30),、一個TPS75925,、六個REG1117A_1.2組成。在以往使用MAX1951的經(jīng)驗基礎(chǔ)上,,經(jīng)過多方面的設(shè)計考慮,,本系統(tǒng)采用LDO器件TPS759xx系列芯片中的TPS75925來進(jìn)行電源設(shè)計。從表1可以看出,,在TPS759xx系列中,,TPS75925可以輸出2.5V的固定電壓。系統(tǒng)中的DSPADSP TS101s在溫度為25℃,,時鐘CCLK為250MHz時,,其典型情況下的VDD(1.25V)供電電流典型值為1.2A,而VDD-IO的供電電流小于137mA,。實際六個DSP的供電電流小于7.5A,,因此,選用TPS75925這樣的大電流低壓降穩(wěn)壓器是較理想的,。
表1 TPS759xx各芯片的電壓輸出值
TJ | 典型電壓輸出 | TO-220(KC) | TO-263(KTT) |
-40℃~125℃ | 3.3V | TPS75933KC | TPS75933KTT |
2.5V | TPS75925KC | TPS75925KTT | |
1.8V | TPS75918KC | TPS75918KTT | |
1.5V | TPS75915KC | TPS75915KTT | |
1.22V~5V可調(diào) | TPS7590KC | TPS75901KTT |
系統(tǒng)中的TigerShare DSP有三個電源,,其中數(shù)字3.3V(VDD-IO)為I/O供電;數(shù)字1.2V(VDD)為DSP內(nèi)核供電,;模擬1.2V(VDD-A)為內(nèi)部鎖相環(huán)和倍頻電路供電,。主機送來的+3.3V電壓經(jīng)過TPS75925可得到2.5V電壓,。各種DSP的數(shù)字1.2V(VDD)電源則可各用一個REG1117A_1.2將+2.5V轉(zhuǎn)換成1.2V。六個DSP內(nèi)部模塊的1.2V(VDD)電壓則可由同一DSP芯片的VDD(+1.2V)經(jīng)濾波后提供,。六個DSP上I/O口的3.3V電源則可直接由主機送來的+3.3V統(tǒng)一供給,,同時也為CPLD的VCC_IO提供+3.3V電壓。其中CPLD的Vcc_INT+(2.5V)直接由TPS75925的+2.5V輸出進(jìn)行濾波來獲得,。系統(tǒng)的供電框圖如圖2所示,,圖3所示是單片DSP的具體供電電路。
3.2 上電順序
TPS75925采用的是TO-220封裝,。建議在設(shè)計PCB時,,最好給TRS75925加上散熱片,電源線要盡量粗,。在TPS75925的前后應(yīng)加上濾波網(wǎng)絡(luò),,保證得到比較合適的電壓。
系統(tǒng)中的EP1K30產(chǎn)生上電復(fù)位波形和時序控制,。由于EP1K30需要一個配置芯片,,而且它和DSP存在一個上電先后的問題。也就是說,,在上電后,,如果CPLD芯片完成配置文件的讀入時,,DSP仍未上電穩(wěn)定,,則應(yīng)充分延長Tstart_IO的低電平時間,以避免DSP上電未穩(wěn)定而CPLD上電波形已結(jié)束,。因此,,應(yīng)保證DSP上電穩(wěn)定先于CPLD芯片配置文件的讀入,此問題在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)予以充分重視,,否則DSP將無法正常工作,。TigerShare DSP要求數(shù)字3.3V和1.2V應(yīng)同時上電,I/O電源3.3V后上電,。本系統(tǒng)在數(shù)字3.3V輸入端并聯(lián)了一個大電容,,而在數(shù)字1.2V輸入端并聯(lián)了一個小電容,其目的就是為了保證3.3V充電時間大于1.2V充電時間,,以便很好地解決電源供電先后問題,。
4 結(jié)束語
開發(fā)一個系統(tǒng)時,電源設(shè)計起著重要的作用,。電路的選擇更為重要,,而選擇一個性價比高、散熱好,、節(jié)省資源的電路是設(shè)計的關(guān)鍵,。本文在應(yīng)用實踐的基礎(chǔ)上給出了雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的設(shè)計方法,,經(jīng)過實際工作測試,證明其性能是穩(wěn)定的,。