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电源和复位电路设计

发布时间:2008/12/17 0:00:00 访问次数:528

  tms320c5409型号dsp采用3.3v和1.8v电压供电,其中i/o采用3.3v电压,芯片内核采用1.8v电压,内核采用低电压供电可以降低整个芯片的工作功耗。本节介绍tps73xx系列的电压转换芯片,它们是ti公司为了配合c54xx系列dsp而专门设计的电压转换芯片。

  tps73xx系列的电压转换芯片包括3种固定输出电压的稳压器:tps7333(3.3v)、tps7348(4.85v)以及tps7350(5v)。同时,该系列还提供输出可调的低降落稳压器(ldo)tps7301(1.2~9.75v)。此外,tps73xx系列的ldo和早期的ldo电压转换芯片相比有许多优点,例如改进节省功率的关断方式,增加电源电压监控功能等。

  常规的ldo稳压器采用pnp通路元件。pnp通路元件的基流正比于通过稳压器的负载电流,其实际工作电流比典型的静态电流与负载电流关系曲线中给出的电流大。因此,采用pnp通路元件的电压转换芯片,可能会导致常规的ldo稳压器进人降落状态,从而使电流趋于饱和,为了维持负载电流,此时pnp通路元件的基极电流就会增加。如果这种情况发生在芯片上电期间,会导致较大的启动电流,而限制的电源电流无法满足启动电路,将使启动失败。因此,当负载变化时,常规ldo稳压器可能无法正常工作。

  tps73xx系列ldo克服了常规ldo稳压器的弊端,它具有非常低的静态电流,即使对于变化较大的负载,静态电流仍能保持稳定。tps73xx系列ldo采用晶石金属氧化物半导体(pmos,pachnolite metal-oxide-s emiconductor)晶体管来传送电流。pmos元件的栅极是电压驱动的,所要求的工作电流较低,且在全负载范围内其工作电流能保持不变。因而采用pmos通路元件的电压转换芯片,即使稳压器处于降落状况,静态电流仍然保持较低值。所以当负载发生变化时,tps73xx系列ldo仍能正常工作。

  tps73xx的另一个特点是具有关断特性。当关断时,可以使电源输出处于高阻状态(基本上等于反馈分压电阻),并使静态电流减至0.5μa以下。当不使用关断特性时,器件对使能端的跃变可以迅速做出反应,通常在120μs之后可重新建立起稳定的输出电压。

  tps73xx上电时,输出电压跟踪输入电压。由于r巳set输出是漏极开路的nmos,所以应当使用上拉电阻,以确保显示逻辑信号为高电平。因此,当输入电压接近有效reset信号所需的最小值(250时规定为1.5v,在整个推荐工作范围内为1.9v)时,reset输出有效(低电平);当输出电压达到合适的正向输入门限时,200μs(典型值)的超时周期开始(在此周期内,reset输出保持低电平);一旦超时周期结束,reset输出便变为无效。

  在欠压状态下,tps73xx的reset输出能启动复位信号,该信号能实现对dsp的复位。tps73xx通过内部的比较器来监视稳压器的输出电容,从而检测输出电压是否处于欠压状态。当欠压状态发生时,reset输出晶体管导通,使reset信号变为低电平。

  tps73xx电源掉电时,电源电压监控功能将被激活。当输人电压下降且达到降落电压时,输出电压将随输人电压的下降而线性地下降。当输出电压降至低于规定的负向输人门限以下时,reset输出变为有效(低电平)。如果输人电压降至有效reset所需的最小值以下,那么reset是不确定的。因为电路具有监视稳压器输出电压的功能,所以reset输出可以被禁止稳压器触发,或者被任何能导致输出降至规定的负向输人门限以下的故障状态(如输出短路和低输入电压等)触发。如果输出电压恢复正常(如故障排除后,稳压器恢复正常供电),内部定时器将被启动,它将在200μs(典型值)的超时周期内使reset信号保持有效。

  tps73xx电路中输入和输出电容的选择。tps73xx不需要输入电容。但当它离电源的距离大于几英寸时,瓷片旁通电容(0.047pf至0.1μf)可以改进负载的瞬态响应。如果有快速上升时间的大负载瞬变(数百毫安),就必须使用大容量的电解电容。通常必须选择与tps73xx相匹配的输人和输出电容。如果输入和输出电容选择不适当,那么瞬变负载或电源脉冲可能导致tps73xx复位信号的产生。如果使用的esr输出电容较高,那么快于5μs的负载瞬变可能产生tps73xx复位信号。如果瞬变宽度很窄,那么瞬变期间内,输出电压的尖峰可以低于复位门限而不触发tps73x的复位电路。在触发复位电路之前,1μs的瞬变必须降至比门限低500mv。2μs的瞬变可以在刚好低于门限400mv处触发reset。esr的输出电容低,可以通过减少瞬变期间输出电压的下降而有助于正常工作,当预期可能发生快瞬变时,应当使用低esr的输出电容。

  tps73xx与外部设备的连接。为了保证稳压器正常工作,外部设各的传感器输出端必须连接到tps73xx稳压器的输入端,在tps73xx系列电压转换芯片的内部,电源通过电阻分压网络连接至高阻宽带放大器,噪声拾取反馈通至稳压器输出,这两个端点之间的连线应尽可能短。但是远程检测时,外部设各的传感器输出端可以在关键处进行连接,以改进连接的性能。连接的布线方式应该尽量避免噪声拾取或使噪声

  tms320c5409型号dsp采用3.3v和1.8v电压供电,其中i/o采用3.3v电压,芯片内核采用1.8v电压,内核采用低电压供电可以降低整个芯片的工作功耗。本节介绍tps73xx系列的电压转换芯片,它们是ti公司为了配合c54xx系列dsp而专门设计的电压转换芯片。

  tps73xx系列的电压转换芯片包括3种固定输出电压的稳压器:tps7333(3.3v)、tps7348(4.85v)以及tps7350(5v)。同时,该系列还提供输出可调的低降落稳压器(ldo)tps7301(1.2~9.75v)。此外,tps73xx系列的ldo和早期的ldo电压转换芯片相比有许多优点,例如改进节省功率的关断方式,增加电源电压监控功能等。

  常规的ldo稳压器采用pnp通路元件。pnp通路元件的基流正比于通过稳压器的负载电流,其实际工作电流比典型的静态电流与负载电流关系曲线中给出的电流大。因此,采用pnp通路元件的电压转换芯片,可能会导致常规的ldo稳压器进人降落状态,从而使电流趋于饱和,为了维持负载电流,此时pnp通路元件的基极电流就会增加。如果这种情况发生在芯片上电期间,会导致较大的启动电流,而限制的电源电流无法满足启动电路,将使启动失败。因此,当负载变化时,常规ldo稳压器可能无法正常工作。

  tps73xx系列ldo克服了常规ldo稳压器的弊端,它具有非常低的静态电流,即使对于变化较大的负载,静态电流仍能保持稳定。tps73xx系列ldo采用晶石金属氧化物半导体(pmos,pachnolite metal-oxide-s emiconductor)晶体管来传送电流。pmos元件的栅极是电压驱动的,所要求的工作电流较低,且在全负载范围内其工作电流能保持不变。因而采用pmos通路元件的电压转换芯片,即使稳压器处于降落状况,静态电流仍然保持较低值。所以当负载发生变化时,tps73xx系列ldo仍能正常工作。

  tps73xx的另一个特点是具有关断特性。当关断时,可以使电源输出处于高阻状态(基本上等于反馈分压电阻),并使静态电流减至0.5μa以下。当不使用关断特性时,器件对使能端的跃变可以迅速做出反应,通常在120μs之后可重新建立起稳定的输出电压。

  tps73xx上电时,输出电压跟踪输入电压。由于r巳set输出是漏极开路的nmos,所以应当使用上拉电阻,以确保显示逻辑信号为高电平。因此,当输入电压接近有效reset信号所需的最小值(250时规定为1.5v,在整个推荐工作范围内为1.9v)时,reset输出有效(低电平);当输出电压达到合适的正向输入门限时,200μs(典型值)的超时周期开始(在此周期内,reset输出保持低电平);一旦超时周期结束,reset输出便变为无效。

  在欠压状态下,tps73xx的reset输出能启动复位信号,该信号能实现对dsp的复位。tps73xx通过内部的比较器来监视稳压器的输出电容,从而检测输出电压是否处于欠压状态。当欠压状态发生时,reset输出晶体管导通,使reset信号变为低电平。

  tps73xx电源掉电时,电源电压监控功能将被激活。当输人电压下降且达到降落电压时,输出电压将随输人电压的下降而线性地下降。当输出电压降至低于规定的负向输人门限以下时,reset输出变为有效(低电平)。如果输人电压降至有效reset所需的最小值以下,那么reset是不确定的。因为电路具有监视稳压器输出电压的功能,所以reset输出可以被禁止稳压器触发,或者被任何能导致输出降至规定的负向输人门限以下的故障状态(如输出短路和低输入电压等)触发。如果输出电压恢复正常(如故障排除后,稳压器恢复正常供电),内部定时器将被启动,它将在200μs(典型值)的超时周期内使reset信号保持有效。

  tps73xx电路中输入和输出电容的选择。tps73xx不需要输入电容。但当它离电源的距离大于几英寸时,瓷片旁通电容(0.047pf至0.1μf)可以改进负载的瞬态响应。如果有快速上升时间的大负载瞬变(数百毫安),就必须使用大容量的电解电容。通常必须选择与tps73xx相匹配的输人和输出电容。如果输入和输出电容选择不适当,那么瞬变负载或电源脉冲可能导致tps73xx复位信号的产生。如果使用的esr输出电容较高,那么快于5μs的负载瞬变可能产生tps73xx复位信号。如果瞬变宽度很窄,那么瞬变期间内,输出电压的尖峰可以低于复位门限而不触发tps73x的复位电路。在触发复位电路之前,1μs的瞬变必须降至比门限低500mv。2μs的瞬变可以在刚好低于门限400mv处触发reset。esr的输出电容低,可以通过减少瞬变期间输出电压的下降而有助于正常工作,当预期可能发生快瞬变时,应当使用低esr的输出电容。

  tps73xx与外部设备的连接。为了保证稳压器正常工作,外部设各的传感器输出端必须连接到tps73xx稳压器的输入端,在tps73xx系列电压转换芯片的内部,电源通过电阻分压网络连接至高阻宽带放大器,噪声拾取反馈通至稳压器输出,这两个端点之间的连线应尽可能短。但是远程检测时,外部设各的传感器输出端可以在关键处进行连接,以改进连接的性能。连接的布线方式应该尽量避免噪声拾取或使噪声

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