用智能解决方案为处理器供电
耦电容器,特别是对开关稳压器而言,有助于最大限度地降低噪声和串扰。将开关稳压器的输入电容器放在靠近输入引脚的位置,可大大降低输入电源偏差。这反过来又可最大程度地降低线性瞬变的影响,并将输出偏差降低0.2~0.5%。鉴于大多数DSP的容差均为5%,因此这是一个相当可观的数字。去耦电容器和电感器应放在器件附近,以保持较小的电流环路。开关稳压器的开关节点是一个高频节点,电压从近似接地电压切换到VIN。不适当的布局可能导致开关节点与系统中的其他信号相互干扰。图2显示了一个合适的开关稳压器布局,其电流环路较小且靠近稳压器。红色连线表示大功率和切换连接。这些连接必须在物理上靠近器件以保持环路最校蓝色连线表示噪声敏感的连接,应从开关节点处引出。外部元件CIN和COUT应放在离器件最近的位置。
图3:MIC22950结构图。
MIC22950是提高DSP处理器内核电压的理想解决方案。大多数DSP制造商都认为,提供至少两倍于计算出的最大内核电流消耗的电流,是一种好的实践方法。而MIC22950具备10A的输出电流能力,能避免电流不够的情况发生。图3是MIC22950的结构框图。MIC22950的一个关键特性是斜坡控制(RC),可用来解决浪涌电流问题。电容器电流的计算公式如下:
其中,C为电容,ΔV为流过电容器的电压,ΔT为时间。通过控制输入电压的时间斜坡,浪涌电流可得到控制。通过结合使用RC引脚和电源开启重置(POR)引脚,MIC22950可解决DSP处理器的电源序列问题。电源根据DSP数据表中的顺序进行开启和关闭。通过结合使用RC引脚和POR引脚,设计人员可执行窗口式、延迟式和比例式电源序列。
MIC22950的输出电压精度为2%,能满足DSP处理器的严格容差要求。针对处理器快速切换速度造成的任何负载舜变,0.2%的负载调整能力可提供大于2.8%的容差。图4是MIC22950从1A到10A的负载瞬变响应。通常,DSP处理器不会出现如此大的负载瞬变,但即使在这种情况下,MIC22950的电压变化在输出电压为1.8V时也未超过50mV,变化幅度小于2.8%。
图4:MIC22950的线性瞬变响应。
MIC22950还是采用全新SuperThermal FET技术的产品系列的新成员。MIC22400、MIC22600和MIC22700已经面市,它们分别能提供4A、6A和7A的输出电流。通过将SuperThermal技术运用到MIC22950中,Micrel实现了一款业界功率密度最高的产品。功率密度由输出功率与封装尺寸的比值计算得出。由于基站的板上空间并非无限,所以设计人员不能无限制地提高电源尺寸。这促使设计人员选择功率密度最高的器件,以确保在不占用多余的宝贵板上空间的情况下获得足够的电能。MIC22950的功率密度为0.4A/mm2,而业界大多数同类产品都在 0.23A/mm2以下。
MIC23153是DSP I/O电压供电的理想解决方案。它具备2A的电流容量和全新的HyperLight Load(HLL)架构,在轻重负载下均可提供高效的电能。对于轻负载应用,HLL架构使用存储在输出电容内部的电池来提供输出电压。鉴于负载电流较低,输出电压将能维持较长时间而不会下降。在关闭状态下,MIC23153将禁用电流环路中除错误比较器和能带隙以外的所有器件,从而节省更多电能。一旦输出电压降至能带隙电压以下,HLL架构便会发出信号,启用高压侧的晶体管。已获专利的Micrel架构采用仅在必要时打开输出的方式,利用PFM确保轻负载状态下的高效工作。对于重负载情况,MIC23153则以固定频率的PWM模式工作,兼具PFM和PWM 稳压器的双重优势。
MIC23153的另一个优势是具备“电源正常(PG)”功能。连接到输出电压后,PG引脚将在输出电压高于设定电压的92%时设置为“高”。该引脚可与电压.和MIC22950一同使用,协助实现DSP处理器所需的电源序列。
随着无线市场的发展,无线标准、无线技术以及电源行业也必须适应跟上永远变化的市场步伐。DSP处理器的集成和处理速度变得越来越快,这也为其电源设计带来了更多压力。了解相关规范和谨慎布局的重要性后,设计人员便可设计出鲁棒的大功率电源。
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