高性能信號處理器件的電源定序
諸如 DSP 與 FPGA 等高性能信號處理器件要求多種針對內(nèi)核及 I/O 電壓生成不同電壓的電源。電源輸出上電和斷電順序?qū)ζ骷僮骱烷L期可靠性至關(guān)重要。德州儀器 (TI) 提供的 SWIFT™ 系列高集成度電源管理 IC 能夠滿足上述電路必需的電源定序要求。
SWIFT™ 穩(wěn)壓器集成了所有設(shè)計高性能負(fù)載點(diǎn) dc/dc轉(zhuǎn)換器所需的有源組件：低電阻功率MOSFET、MOSFET驅(qū)動程序、脈寬調(diào)制比較器以及誤差放大器。完成 dc/dc 轉(zhuǎn)換器設(shè)計的外圍器件是無源的,如感應(yīng)器、電容器和電阻器。根據(jù)設(shè)計,SWIFT™ 器件已專門用于實(shí)現(xiàn)靈活方便的定序而進(jìn)行了設(shè)計。特別是 TPS54X10 與 TPS54X80,這兩種器件類型能夠在上述應(yīng)用中良好運(yùn)行。這些器件可在 3～6V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作,并可降壓至 0.891V,而且具備3、6、8、9A 的額定版本。每種器件都具備兩種集成的 MOSFET,從而可提供同步校正功能以及超過90%的高效率。TPS54X10 器件具備集成的軟啟動功能,可控制啟動時的浪涌電流。TPS54X80 具有集成的定序特性。兩種器件均包括可與處理器上電復(fù)位輸入相連的電源安全訊號功能。
TPS54X80 專門針對具有關(guān)鍵電源定序要求的應(yīng)用而設(shè)計。TPS54X80 可輕松實(shí)現(xiàn)上電定序的比例、同步或順序模式。該器件具有 TRACKIN 引腳,可實(shí)施不同的定序方法。TRACKIN 引腳具備一個模擬多路器,其可將 0.891V 的內(nèi)部參考電壓與 TRACKIN 引腳上的電壓相比較,并可將較低電壓與誤差放大器的非反向節(jié)點(diǎn)相連（見圖1）。
當(dāng) TRACKIN 引腳電壓低于內(nèi)部參考電壓時,TRACKIN 引腳電壓便為有效的參考電源。選擇TRACKIN 引腳上的分壓電阻器（如 R1 與R2）將能夠確定上電定序方法。通過選擇適當(dāng)?shù)腡RACKIN 分壓比率,可實(shí)施比例或同步跟蹤。如圖1b所示,使用電阻電容器(RC) 電路而不使用電阻分壓器將實(shí)施順序定序。
通過選擇TRACKIN引腳上分壓器的電阻器值,可實(shí)施比例定序。圖1中的電阻器 R3 及 R4 在正常操作時調(diào)節(jié)內(nèi)核的輸出電壓。圖1中的R1和R2決定定序方法。為簡化定序設(shè)計,不管定序方法如何,R1與R3的電阻器值均應(yīng)相等。因?yàn)槎ㄐ驊?yīng)用啟動時要求內(nèi)核電源低于I/O電源,所以R2 應(yīng)當(dāng)?shù)陀?R4 的值。同樣,對于上電時內(nèi)核電源應(yīng)高于I/O電源的應(yīng)用而言,R2應(yīng)當(dāng)大于R4。如果最大壓差不能超出軌之間范圍,則使用等式 1 計算 R2,其中 DV 表示I/O與內(nèi)核電源之間的最大壓差。
與比例實(shí)施相似,同步定序也采用TRACKIN引腳上的分壓器進(jìn)行實(shí)施。同步定序的目的是,在上電及斷電時最小化電源輸出間的壓差。我們可以使用等式2來計算R1/R2的比例。
