基于TPS759XX多片信号处理系统的电源设计

1 引言

在大型的通信信号处理系统和雷达信号处理系统中，随着器件的规模不断扩大，对电源的性能和功率及其外围滤波电路的要求也越来越高，电源设计对于一个系统的能否正常工作起着至关重要的作用。

在实际应用中，通常利用线性电源或者开关电源给整个系统供电，而对于每一块独立的电路板上的每一个集成芯片则需要DC-DC电压调节器分别调节后供电。其中线性调节器的输入电流接近于输出电流，它的效率（输出功率/输入功率）接近于输出/输入电压比。因此，压差是一个非常重要的性能，因为更低的压差意味着更高的效率。LDO（LowDropout）线性电压调节器的低压差特性有利于改善电路的总体效率，这里所介绍的TPS759XX就是LDO线性电压调节器。

2 TPS759XX系列电压调节器概述

TPS759XX系列是TI公司专门为DSP、ASIC和FPGA等多芯片系统供电而设计的LDO线性稳压器，图1是电路简化原理框图。TPS759XX共有5个引脚，VIN是输入电压，VOUT是输出电压，FB是电阻配置引脚，GND是数字地，EN是调压使能引脚。

图1TPS759XX系列电压调节器原理图

TPS759XX系列电压调节器的主要特性如下：

(1)最大输出电流7.5A，是TI公司TPS系列线性电源输出电流最大之一，因此特别适用于ADSP这类需要大电流驱动的芯片。

(2)可以提供固定1.5V、1.8V、2.5V、3.3V等典型电压，对于特殊的电压要求情况下，输出可调节（TPS75901），可以通过串联适当阻值的电阻来获得需要的电压值。

(3)可快速响应线性电压和负载电流的瞬态变化,在某些应用中，通常要求DSP、MPU、MCU和PLD必须迅速从省电的睡眠和待机状态进入全工作模式。该系列LDO足以满足上述应用的需要。

(4)Dropout电压很低，大约几百毫伏，输出电流成正比。静态电流很低，而且与输出负载无关。(5)推荐工作条件是输入电压为2.8"5.5V，输出电压为1.22"5V，输出电流为0"7.5A，工作温度TJ保证在-40"125℃范围内。

3 信号处理系统的板级电源设计

设计中的信号处理系统电路板由外部统一提供5V和3.3V直流电源，电路板上的主要集成芯片包括1片CPLD/FPGA，5片DSP芯片，1片A/D和1片D/A转换芯片，时钟晶振及时钟驱动和输出驱动等。对于5V和3.3V模拟电压和数字电压直接由板外部供给；而对于CPLD/FPGA和DSP通常有一种以上的供电要求。采用Altera公司的FPGAEP1K100，它的输入输出供电电压是3.3V，内核供电电压为2.5V，总负载电流小于1A；采用AD公司的DSP芯片ADSPTS101，其供电电压和电流的要求见表1，有至少两种的电源要求。在选择电压调节器时一定要知道输出电压和最大负载电流，多芯片系统中，由于所需驱动电流较大，因此只有TPS759XX这类大电流输出电压调节器能满足要求。对于具有5片DSP芯片的系统，当DSP满负荷工作时的电流约为6.1A。考虑信号处理系统所需，通过电压调节器变压得到的电压应是2.5V和1.2V，总负载电流小于7.5A，一片TPS75901（或者TPS75925）就可以满足需要。若总负载电流大于7.5A时要增加TPS759XX，否则将影响芯片的正常工作。

来源：EDN