大電流低壓降穩壓器TPS759xx在雷達信號處理系統中的應用
發布時間:2007/9/10 0:00:00 訪問次數:551
摘要:TPS759xx是美國德州儀器公司生產的大電流低壓降穩壓器系列產品,該產品可廣泛用于計算機、大型平板顯示模塊電源及帶有嵌入式DSP、MPU、MCU和PLD產品的系統電源中。文中介紹了TPS759xx的特性、功能及TPS759xx在某雷達信號處理系統中的應用,并且給出了設計方案和應用電路。
關鍵詞:LDO TPS759xx 信號處理系統
德州儀器(TI)公司推出的三個新型大電流低壓降穩壓器(LDO)系列產品分別是:最大輸出電流為7.5A的TPS759xx;最大輸出電流為5A的TPS755xx和最大輸出電流為3A的TPS757xx。這些產品均采用TI專有的高級BiCMOS制造工藝技術,可獲得極低的電壓降。該系列器件可應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穩壓輸出且滿負載時高達7.5A的應用。該LED系列器件的典型應用包括計算機電源、大型平板顯示模塊,以及具有嵌入式數字信號處理器(DSP)、微處理器(MPU)、微控制器(MCU)和可編程邏輯器件(PLD)的設備電源。
1 TPS759xx的特性和引腳功能
1.1 主要特性
TPS759xx系列低壓降穩壓器的主要特性如下:
·最大輸出電流為7.5A的低壓降穩壓器;
·具有1.5V、1.8V、2.5V、3.3V固定輸出電壓和1.22~5V的可調輸出電壓;
·具有開漏電源就緒(power-good)狀態輸出信號(只用于固定輸出);
·當電流為7.5A時,典型壓降為400mV(TPS75933);
·靜態電流很低(典型值為125μA);
·具有快速的瞬態響應;
·固定輸出電壓的精精度為±3%;
·采用5引腳TO-220和TO-263封裝;
·具有熱關斷保護功能。
1.2 引腳功能
TPS759xx穩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閉。當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。當輸出電壓Vout達到規定電壓的91%時,PG變為低阻抗狀態;當Vout低于規定輸出輸出的91%時(例如在超負載狀態下),PG為高阻態。PG端在開漏輸出時應接一上拉電阻器。
FB:輸出電壓可調時,FB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網絡來濾掉噪聲,因為這樣會引起調節器振蕩。
IN:輸入引腳。
OUTPUT:輸出引腳。
2 TPS759xx的工作原理
當輸出為3.3V,7.5A、5A和3A的LDO系列穩壓器的典型電壓降分別為400mV、250mV和150mV。因此,這些穩壓器可以輕而易舉地從3.3V電源中獲得2.5V輸出。實際上,基于處理器的系統也越來越要求穩壓器具有這種能力。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目、降低成本和節省電路板空間,而且對于那些需要從兩個電壓中獲得上電順序的應用也非常有用。通過指示穩壓器的輸出電壓何時達到特定的范圍,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還可快速響應線性電壓(line voltage)和負載電流的瞬態變化,具體的瞬態響應時間取決于特定的電路。在某些應用中,通常要求DSP、MPU、MCU和PLD必須迅速從省電的睡眠或待機狀態進入全工作模式。該系列LDO的瞬態響應如此之快,足以滿足上述應用的需要。此外,為了節約系統功耗,這三個LDO系列的所有成員都具有125μA的滿負載靜態電流。而當穩壓器截止時,靜態電流可降至1μA以下。
3 TPS75925在信號處理系統中的應用
3.1 系統供電電路
本信號處理系統采用ADI公司的ADSP TS101s芯片構成多片仿真雷達接收信號處理系統,系統主要由六個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的經驗基礎上,經過多方面的設計考慮,本系統采用LDO器件TPS759xx系列芯片中的TPS75925來進行電源設計。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壓器是較理想的。
表1 TPS759xx各芯片的電壓輸出值
系統中的TigerShare DSP有三個電源,其中數字3.3V(VDD-IO)為I/O供電;數字1.2V(VDD)為DSP內核供電;模擬1.2V(VDD-A)為內部鎖相環和倍頻電路供電。主機送來的+3.3V電壓經過TPS75925可得到2.5V電壓。各種DSP的數字1.2V
摘要:TPS759xx是美國德州儀器公司生產的大電流低壓降穩壓器系列產品,該產品可廣泛用于計算機、大型平板顯示模塊電源及帶有嵌入式DSP、MPU、MCU和PLD產品的系統電源中。文中介紹了TPS759xx的特性、功能及TPS759xx在某雷達信號處理系統中的應用,并且給出了設計方案和應用電路。
關鍵詞:LDO TPS759xx 信號處理系統
德州儀器(TI)公司推出的三個新型大電流低壓降穩壓器(LDO)系列產品分別是:最大輸出電流為7.5A的TPS759xx;最大輸出電流為5A的TPS755xx和最大輸出電流為3A的TPS757xx。這些產品均采用TI專有的高級BiCMOS制造工藝技術,可獲得極低的電壓降。該系列器件可應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穩壓輸出且滿負載時高達7.5A的應用。該LED系列器件的典型應用包括計算機電源、大型平板顯示模塊,以及具有嵌入式數字信號處理器(DSP)、微處理器(MPU)、微控制器(MCU)和可編程邏輯器件(PLD)的設備電源。
1 TPS759xx的特性和引腳功能
1.1 主要特性
TPS759xx系列低壓降穩壓器的主要特性如下:
·最大輸出電流為7.5A的低壓降穩壓器;
·具有1.5V、1.8V、2.5V、3.3V固定輸出電壓和1.22~5V的可調輸出電壓;
·具有開漏電源就緒(power-good)狀態輸出信號(只用于固定輸出);
·當電流為7.5A時,典型壓降為400mV(TPS75933);
·靜態電流很低(典型值為125μA);
·具有快速的瞬態響應;
·固定輸出電壓的精精度為±3%;
·采用5引腳TO-220和TO-263封裝;
·具有熱關斷保護功能。
1.2 引腳功能
TPS759xx穩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閉。當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。當輸出電壓Vout達到規定電壓的91%時,PG變為低阻抗狀態;當Vout低于規定輸出輸出的91%時(例如在超負載狀態下),PG為高阻態。PG端在開漏輸出時應接一上拉電阻器。
FB:輸出電壓可調時,FB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網絡來濾掉噪聲,因為這樣會引起調節器振蕩。
IN:輸入引腳。
OUTPUT:輸出引腳。
2 TPS759xx的工作原理
當輸出為3.3V,7.5A、5A和3A的LDO系列穩壓器的典型電壓降分別為400mV、250mV和150mV。因此,這些穩壓器可以輕而易舉地從3.3V電源中獲得2.5V輸出。實際上,基于處理器的系統也越來越要求穩壓器具有這種能力。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目、降低成本和節省電路板空間,而且對于那些需要從兩個電壓中獲得上電順序的應用也非常有用。通過指示穩壓器的輸出電壓何時達到特定的范圍,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還可快速響應線性電壓(line voltage)和負載電流的瞬態變化,具體的瞬態響應時間取決于特定的電路。在某些應用中,通常要求DSP、MPU、MCU和PLD必須迅速從省電的睡眠或待機狀態進入全工作模式。該系列LDO的瞬態響應如此之快,足以滿足上述應用的需要。此外,為了節約系統功耗,這三個LDO系列的所有成員都具有125μA的滿負載靜態電流。而當穩壓器截止時,靜態電流可降至1μA以下。
3 TPS75925在信號處理系統中的應用
3.1 系統供電電路
本信號處理系統采用ADI公司的ADSP TS101s芯片構成多片仿真雷達接收信號處理系統,系統主要由六個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的經驗基礎上,經過多方面的設計考慮,本系統采用LDO器件TPS759xx系列芯片中的TPS75925來進行電源設計。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壓器是較理想的。
表1 TPS759xx各芯片的電壓輸出值
系統中的TigerShare DSP有三個電源,其中數字3.3V(VDD-IO)為I/O供電;數字1.2V(VDD)為DSP內核供電;模擬1.2V(VDD-A)為內部鎖相環和倍頻電路供電。主機送來的+3.3V電壓經過TPS75925可得到2.5V電壓。各種DSP的數字1.2V