TPS54350中文資料及電路設計參考

1、1，TPS54350中文資料,2,基于TPS54350型DC/DC變換器供電系統(tǒng)設計TPS54350是具有內部MOSFET的高效DC/DC轉換器，連續(xù)輸出電流為3A時，支持輸入電壓范圍為4.520V,可使設計人員直接通過中壓總線(而非依賴額外的低電壓總線)為DSP、FPGA和微處理器供電。TPS54350構成的DC/DC轉換器效率高達90%以上，非常適用于低功耗的液晶顯示屏、*器、液晶電視機、硬盤驅動器、視頻圖像卡以及9V或12V墻式適配器的負載穩(wěn)壓裝置TPS54350的輸出電壓可調低至0.891V(精確度為1%)；PWM頻率固定為250kHz、500kHz或250700kHz的可調節(jié)范圍，還

2、具有完善的保護功能。因此，TPS54350符合系統(tǒng)設計要求。1TPS54350引腳功能PWPPACKAGE(TOPVIEW)VINVINUVLOPWRGDRTSYNCENACOMP匸匸1O112113I4-THERMAL|115PAD6rzrzL1L&16IS141312WOOHHSGBppL口VSENSENOTE:thereisnotaPin1indicator,turndevicetoenablereadingthesymbolfromlefttorightPin1isatthelowerleftcornerofthedevice.VIN：電壓輸入引腳，范圍為4.520V，必須旁路連接一個

3、低等效串聯(lián)電阻(ESR)的10pF陶瓷電容器。UVLO：欠壓閉鎖輸出。PWRGD：開漏輸出。該引腳為低電平時，表示輸出低于期望的輸出電壓值。RT：頻率設置引腳。在RT引腳與模擬地(AGND)之間接一個電阻器來設置轉換頻率。將RT引腳與地連接或是懸空，可以來得到一個內部的備選頻率。SYNC：雙向I/O同步引腳，當RT引腳懸空或置低時，SYNC為輸出；當它與一個下降沿信號連接時，亦可作為一個輸入端口來同步系統(tǒng)時鐘。ENA：使能引腳，低于0.5V時，芯片停止工作；懸空時被使能。COMP：誤差放大器輸出。VSENSE：誤差放大器轉換節(jié)點，基準電壓值。AGND:模擬地，內部與感應模擬地電路連接。與PGN

4、D和POWERPAD連接。PGND:電源地，與AGND和POWERPAD連接。VBIAS：內部8.0V偏置電壓，引腳要接一個0.1pF的陶瓷電容。PH：相位，與外部LC濾波器連接；BOOT：在BOOT引腳與PH引腳之間連接一個0.1pF的陶瓷電容。2電路分析輸出電壓可調TPS54350的輸出電壓是可調的，如圖1所示，通過改變電阻R2的值來得到期望的輸出電壓值。R2的計算公式為：R2=(R1X0.891)/(V0-0.891)(1)圖1中的輸入電壓為12V,為得到3.3V的輸出電壓，將R1取一定值lkQ，此時根據(jù)公式(1)計算可得，R2=374Q。圖112V轉3.3V/1.8V典型電路表1為當R

5、1為10kQ時，幾種輸出電壓下R2的推薦值。同理，要得到1.8V的輸出電壓，將R12取1kQ，則R7應為976Q。2，基于TPS54350型DC/DC變換器供電系統(tǒng)設計1弓I言：TPS54350是德州儀器(TI)新推出的一款內置MOSFET的高效DC/DC變換器.采用小型16引腳HISSOP封裝.連續(xù)輸出電流為3A時，輸入電壓范圍為4.5V20V。該變換器極大地簡化了負載電源管理的設計，使得設計人員可直接通過中壓總線(而不依賴額外的低電壓總線)為數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)及微處理器供電。TPS554350SWIFT(采用集成FET技術的開關)DC/DC變換器的效率高

6、達90%以上，非常適用于低功耗工業(yè)與商用電源、帶液晶顯示屏(LCD)的監(jiān)視器與電視、硬盤驅動、視頻圖像卡以及9V或12V墻式適配器負載點穩(wěn)壓裝置。2TPS54350的特性和功能2.1TPS54350的特性TPS54350型DC/DC變換器的主要特性如下：連續(xù)輸出電流為3A時.效率達90%以上；輸入電壓范圍為4.5V一20V：輸出電壓可調低至0.891V(精確度為1%)；可編程外部時鐘同步：寬的脈寬調制(1)WM)頻率一固定為250kHz、500kHz或250kHz700kHz的可調節(jié)范圍：峰值電流限制與熱關斷保護：可調節(jié)的欠壓關斷；內部軟啟動：電源安全輸出。2.2TPS54350引腳功能和電路

7、功能2.2.1引腳功能VIN：電壓輸入引腳，范圍為4.5V20V，必須旁路連接一個低等效串聯(lián)電阻(ESR)的10“F陶瓷電容器：UVL0：欠壓閉鎖輸出：PWRGD：開漏輸出。該引腳為低電平時，表示輸出低于期望的輸出電壓值。PWRGD比較器的輸出端有一個內部的上升沿濾波器：RT：頻率設置引腳。在RT引腳與地(AGND)之間接一只電阻器.設置轉換頻率。將RT引腳接地或懸空可以得到一個內部備選頻率；SYNC：雙向I/O同步引腳。當RT引腳懸空或置低電平時，SYNC為輸出：當它與一個下降沿信號連接時，亦可作為一個輸入端口來同步系統(tǒng)時鐘：ENA：使能引腳。低于0.5V時。電路停止工作；懸空時被使能；CO

8、MP：誤差放大器輸出：VSENSE：誤差放大器轉換節(jié)點，基準電壓值：AGND:模擬地，內部與感應模擬地電路連接。與PGND和PowerPAD連接：PGND:電源地，與AGND和PowerPAD連接；VBIAS:內部8.0v偏置電壓。該引腳要接1只0.1嚇的陶瓷電容器：PH：相位端，與外部LC濾波器連接；2.2.2電路功能TPS54530支持中等范圍的電流輸出.能夠將輸出電壓降至0.891V.其精度可達1%。TPS54530集成了高端MOSFET和一個可選擇的低端外部MOS-FET柵極驅動器。此外，該器件還采用了高性能電壓誤差放大器，極大地改善了瞬時條件下的性能，從而可靈活選擇輸出濾波電感器與電

9、容器。開關頻率固定在250kHz或500kHz,也可以將其升高到7OOkHz，以縮小無源組件的尺寸。圖1示出TPS54350的實際應用電路，圖中給出的是其中一種情況，其輸出電壓是可變的，通過改變電阻器R2的阻值，可得到期望的輸出電壓值。圖l中的輸入電壓為12V，輸出電壓為3.3V，其中R2的計算公式為：R2=R1x0.891/(Vo-0.891)R1=1KQifTPS5435QfW羅工4VifKmcDLB:HflP-5DJDEK:f.rPC30DMBWTPHPHLGvansPGYDAtKR1JERSE呻PADLi2O|dHCEI3WpFIkilZZII電理為2V別33V的典型應用咆踣表1給出當

10、Rl=lkQ和R1=10kQ，時的幾種輸出電壓下的R2的值。筆者設計的系統(tǒng)就是應用圖1所示的電路來實現(xiàn)。根據(jù)不同的輸出電壓要求賦給R2不同的阻值，其阻值的取法可參照表l。另外，對于設計者來說，設計電路時要考慮到表2所列的幾個因素。本系統(tǒng)中的R。=lkQ。表1典型應用電路中的幾種阻值關系RI=)knHl=10k輸出電壓/R2的阻ifc/kn輸出電壓/R2的阻值八門1.22.87L22S.71.51.471.514,71,80,96l.S492*55.493.30.374333.74衰2設計時要考戌的幾種數(shù)值設計因素舉例輸人電壓范圈6V-10V輸出電壓3.3V輸入紋波電壓300m

11、V額定輸出電流3A工作頻率500kHz3TPS54350在信號處理系統(tǒng)中應用3.1系統(tǒng)組成及供電電路本信號處理系統(tǒng)采用的是AD1公司的TS201S型ADSP組成的多片某仿真雷達信號處理系統(tǒng).系統(tǒng)主要由5個DSP、1個FPGA和7個TPS54350組成。在以往使用的MAX1951和。PEGH17的經驗基礎上.經過多方面的設計考慮，采用了TPS54350型DC/DC變換器.從表1可以看出.TPS54350可以輸出3.3V、2.5V和1.2V的電壓。系統(tǒng)中的DSP采用240MHz時鐘，每個指令周期約為4.17ns。根據(jù)TS201S型ADSP的工作條件可知，當溫度為25C、時鐘CCLK(為250MHz

12、時，典型情況下的VDD(1.25V)供電電流典型值為1.2A,VDD的供電電流小于137mA。TPS54350的額定輸出電壓為3A.TigerSharDSP有3個電源，其中數(shù)字2.5V(VDD_Io)為I/0供電；數(shù)字1.2V(VDD)為DSP內核供電；模擬1.2V(VDD_A)內部鎖相環(huán)和倍頻電路供電。系統(tǒng)將主機提供的5V,經過TPS54350得到2.5V和1.2V的電壓。各片DSP的數(shù)字1.2V(VDD)電源各由1個TPS54350供給。5個。DSP內部模塊1.2V(VDD)由同一個。DSP的VDD(+1.2V)經濾波網(wǎng)絡后解決。5個。DSP的FO2.5V電源直接由主機提供的5V經過TPS

13、54350得到2.5V統(tǒng)一供給，同時提供FPGA(EPU1。K30)的VccM(+2.5V)電壓。其中FPGA的Vcc_IO(+3.3V)利用TPS54350輸出的+3.3V電壓來供電。本系統(tǒng)的供電電路框圖如圖2所示。圖3示出單個DSP的內核供電電路框圖及外圍電路配置。32問題及其解決方案T37S54350采用小型16引腳HTSSOP封裝。根據(jù)以往的經驗，建議設計PC板時最好給TPS54350加上散熱片，電源線盡量粗一點。在TPS54350的前后均加上濾波網(wǎng)絡，盡量保證得到比較合適的電壓。系統(tǒng)中的EP1K30產生上電復位波形和時序控制。由于EP1K30需要一個配置電路，而且它和DSP存在一個上電先后的問題。即在上電后，如果FPGA完成配置文件的讀入時.DSP仍未上電穩(wěn)定則應充分延長TStart_I0的低電平時間，以避免DSP上電未穩(wěn)定而FPGA上電波形已結束的情況發(fā)生。因此。應保證DSP上電穩(wěn)定先于FPGA配置文件的讀入，此問題在系統(tǒng)設計時應予以充分重視.否則DSP將無法正常工作。TigerSharcTS201S要求數(shù)字2.5V和1-2V應同時上電。若無法嚴格同步，則應保證內核1.2V電源先上電.I/O的2.5V電