基于DSP芯片MS320F2812实现双路低压差电源调整器的应用方案

自从美国TI公司推出通用可编程DSP芯片以来，DSP技术得到了突飞猛进的发展，但DSP的电源设计一直是DSP应用系统设计的重要组成部分。TI公司的DSP系列一般需要独立的内核电源和IO电源。由于DSP在系统中要承担大量的实时数据计算，又由于其CPU中元器件的频率切换会大大增加系统功耗，因此无疑是降低系统功耗最有效的方法之一。比如TMS320F2812DSP的核心电压为1.9V，IO电压为3.3v；因此，传统的线性调节器(如78XX系列)已经不能满足要求。为了满足这些要求，TI推出了一些双通道低压差稳压器，即low  dropper，其中TPS767D301是最近推出的双通道低压差稳压器，非常适合DSP应用系统中的电源设计。在此基础上，本文详细介绍了电源芯片，并设计了一种基于TPS  701的电源芯片
2TPS765D301的主要特性和引脚功能
TPS767D301是TI公司推出的新型双通道低压差功率调节器，主要用于要求双电源的DSP设计。其主要特点如下：
双路输出，可独立供电，一路固定输出电压为3.3V，另一路可调输出电压在1.5-5.5V范围内；
每个通道的输出电流范围为0-1A；
电压差与输出电流成正比，最大输出电流为1A时，最大电压差仅为350mV；
具有超低的典型静态电流(85A)，器件处于无效状态时静态电流仅为1A；
每个调节器有一个开漏复位输出，复位延迟时间为200毫秒；
28针TSSOPPowerPAD封装可以保证良好的功耗特性；
工作温度范围为-40-125，每个调节器都有自动温度停机保护功能。 1内部结构和工作原理
TPS767D301的内部原理框图如如图2所示，其中图2(a)为3.3V固定输出调节器的内部原理框图，图2(b)为可调输出调节器的内部原理框图。从图2可以看出，该装置由误差放大器、电压比较器、参考电压(1.1834伏)、采样电阻网络、200毫秒延迟电路和PMOS调节管组成。调节器工作时，应确保使能端子en处于低电平。在输入电压V1施加到输入端后，输出端输出将有一个电压输出。采样电阻用于网络对输出电压进行采样，以便与参考电压(1.1834伏)进行比较。当输出电压Vo低于复位下阈值电平VIT-时，复位端子RESET立即变为低电平。此后，即使V0迅速恢复到高于复位上阈值电平VIT，它仍然有效，但图3是调节器的时序图，其中Vres是复位脉冲有效时的最小输出电压，两个调节器可以分别供电、分别输出或一起供电。
3TPS767D301可调输出原理及电路连接方法
TPS767D301中可调稳压器的输出可以在1.5-5.5V范围内调节，这种调节主要是通过连接一个外部电阻采样网络来实现的。其连接方法如如图4所示。在设计中，应在输入端增加一个0.1-0.047F的陶瓷电容，在输出端增加一个10-30F的陶瓷电容。ESR在60至1.5之间的电解电容可以平滑输出电压。同时，开漏复位输出端应通过上拉电阻连接到正电压。当输出电压低于复位阈值电平时，复位信号将为低。事实上，这个复位输出端也可以暂停。为了提高可靠性，外部纯5V电源输入经铁氧体磁珠滤波后进入电源芯片，3.3V固定输出调节器的使能端接地，这样上电时会设置3.3V电压，3.3V可以使晶体管2N2222饱和导通，从而将可调输出调节器的使能端拉至低电平， 然后设置合适的采样电阻网络，使输出为1.9V，从而解决了两种不同电压输出及其上电顺序的问题。 此外，1.9V和3.3V数字电压分别由铁氧体磁珠L2和L3滤波，可形成1.9V模拟电源和3.3V模拟电源。之后，两个调节器的复位输出并联，再通过一个上拉电阻和3.3 V连接到DSP的复位输出，这样，任何一个1.9V或3.3V的电压一旦低于其mosfet，就会有200ms的低电平脉冲对DSP进行复位。
5结束语
TPS767D301是TI公司推出的最新双通道低压差可调稳压器。本文详细介绍了它的主要特点、引脚功能、内部结构、工作原理、可调输出原理和典型的电源电路连接，并给出了一个基于TPS767D301的TMS320F2812DSP电源电路。目前，该电路已成功应用于作者设计的数字信号处理器应用系统，工作稳定可靠。