【应用报告SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月高效率电源解决方案使用DC / 】,IC型号C1608X5R0J106KT,C1608X5R0J106KT PDF资料,C1608X5R0J106KT经销商,ic,电子元器件-51电子网

应用报告

SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高效率电源解决方案使用DC / DC转换器

与DVFS

安迪·戴克斯特拉

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PMP - DC / DC低功耗转换器

抽象

该参考设计可以帮助那些渴望设计，在TMS320C6742 ， TMS320C6746 ，

TMS320C6748以及OMAP -L138 。这样的设计，采用测序电源，描述了一个系统

与输入电压为5V ，并且采用了高效率的DC / DC转换器具有集成FET和

DVFS一个小的，简单的系统。

测序电源架构正变得司空见惯高性能微处理器

和数字信号处理器（DSP ）系统。为了降低功耗，并提高处理速度，处理器

内核具有更小几何尺寸的细胞，并要求更低的电源电压比系统总线电压。动力

管理在这些系统中需要特别注意。本应用笔记涉及这些话题

并提出了输出电压排序的解决方案。

介绍

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电源要求

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特点

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材料清单

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图列表

PMP4979参考设计原理图

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可选电路DVDD_A ， DVDD_B和DVDD_C

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EF网络效率与输出电流

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EF网络效率与输出电流

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EF网络效率与输出电流

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测序启动波形

SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高效率电源解决方案使用DC / DC转换器DVFS

介绍

www.ti.com

介绍

在双电压的体系结构，电源的协调管理是必要的，以避免潜在的

问题和确保可靠的性能。电源设计人员必须考虑的时序和电压

在上电和断电操作内核和I / O电源电压之间的差异。

测序是指在顺序，定时和微分，其中两个电源电压被加电并

下来。设计时没有正确的顺序的系统可能存在风险的两类故障。第一

这些代表的双电压设备的长期可靠性的威胁，而第二个是更

立即，具有破坏性的接口电路中的处理器或系统设备诸如可能性

存储器，逻辑或数据转换器集成电路。

不当电源排序的另一个潜在的问题是总线争用。总线争用

条件时，所述处理器和其它设备都试图功率期间控制一个双向总线

了。总线争也可能会影响I / O的可靠性。电源设计人员必须检查的要求

对于总线争用单个设备。

上电顺序为OMAP -L138 ， TMS320C6742 ， TMS320C6746 ， TMS320C6748和有

在下面的电源要求表所示。没有特定的电压上升速度是必需的任何的

耗材只要3.3 V电压轨从来没有超过2 V.超过1.8 V电压轨

为了降低所述处理器核心的功率消耗，动态电压和频率调整

（ DVFS）用在参考设计。 DVFS是同时使用主动电源管理技术

处理正在进行中的系统级芯片（SoC）的相匹配的工作频率

硬件到活动应用场景的性能要求。每当时钟频率

被降低，工作电压也降低，实现节能。在参考设计中，

TPS62353用于可扩展其输出电压。

电源要求

电源要求在表中注明。

引脚名称

I / O

CORE

I / O

RTC_CVDD

CVDD

(4)

RVDD ， PLL0_VDDA ，

PLL1_VDDA ， SATA_VDD ，

USB_CVDD ， USB0_VDDA12

USB0_VDDA18 ， USB1_VDDA18 ，

DDR_DVDD18 ， SATA_VDDR ，

DVDD18

USB0_VDDA33 ， USB1_VDDA33

DVDD3318_A ， DVDD3318_B ，

DVDD3318_C

电压

(V)

1.2

1.0 / 1.1 / 1.2

1.2

(1) (2)

IMAX

（MA ）

600

200

公差

–25%, +10%

–9.75%, +10%

–5%, +10%

测序

订单

(3)

定时

延迟

I / O

1.8

180

±5%

I / O

(1)

3.3

1.8 / 3.3

50 / 90

(5)

±5%

4/5

(2)

(3)

(4)

(5)

如果1.8 -V LVCMOS时，电源轨与1.8 V轨。如果3.3 -V LVCMOS时，其启动与ANALOG33轨

(VDDA33_USB0/1)

有没有需要特定的电压上升速率为任何耗材的LVCMOS33 （ USB0_VDDA33 ， USB1_VDDA33 ）从来没有

超过STATIC18 （ USB0_VDDA18 ， USB1_VDDA18 ， DDR_DVDD18 ， SATA_VDDR ， DVDD18 ）超过2伏。

如果RTC未使用/保留在一个单独的电源，它可以被包括在STATIC12 （固定1.2 Ⅴ）基团。

如果使用CVDD在固定1.2V，所有1.2 -V的铁轨可以进行组合。

如果DVDD3318_A ，B和C分别独立地提供动力，最大功率为每个轨道是1/3以上的最大功率。

NanoFree是德州仪器的商标。

高效率电源解决方案使用DC / DC转换器DVFS

SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月

www.ti.com

特点

本设计采用以下高效率的DC / DC转换器具有集成FET 。

输入电压

~5V

高效率，

积分

（W DVFS ）

联合收割机RTC和静1.2

核心1.2 V电压600毫安

静态1.2 V + VRTC在251毫安

静态1.8 V时230毫安

静态3.3 V时115毫安

TPS62353

TPS62232

TPS62231

TPS71733 （ DRV ）

这里VRTC包括在STATIC12 （固定1.2 Ⅴ）基团。

TPS62353

88 ％的效率，3 MHz的操作

输出峰值电流可达800毫安

3 MHz的固定频率工作

一流

负载和线路瞬态

± 2 ％的PWM直流电压准确度

效率优化的省电模式

瞬态优化的省电模式

修正了1.2 V输出无需外部电压设置电阻

采用10引脚QFN封装（ 3 × 3毫米）， 12引脚NanoFree （ CSP ）封装

TPS62231与TPS62232

3MHz的开关频率

高达94 ％的效率

输出峰值电流高达500mA

小型外部输出滤波器元件（ 1 μH / 4.7 μF ）

小1 × 1,5 × 0,6毫米3 SON封装

固定1.8V和1.2V输出分别无需外部电压设置电阻

TPS71733

150 mA低压降稳压器与启用

低噪声： 30

典型的（100赫兹至100千赫兹）

出色的负载/线路瞬态响应

小SC70-5 ， 2毫米×2毫米的SON -6，和1,5-毫米× 1.5毫米的SON - 6包

关于设备的详细信息可以发现，从数据表：

TPS62353 ，

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps62350.pdf

TPS71733 ，

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps71733.pdf

TPS62231和TPS62232 ，

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps62230.pdf

SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高效率电源解决方案使用DC / DC转换器DVFS

特点

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图1. PMP4979参考设计原理图

适当次序确保在设计与使用的使能引脚。根据需要，核心1.2 V ，600

毫安至上，其次是静态1.2 V + VRTC 251毫安，静态1.8伏，230毫安时进而使

该LDO ，因此在最后的静态3.3 V时115毫安出现。

高效率电源解决方案使用DC / DC转换器DVFS

SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月

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特点

(1)

(2)

(3)

(4)

用三个这样的LDO上电DVDDA ， DVDDB ， DVDDC （它可以是1.8 V或3.3 V ）

RX = 0.499 MΩ ， RY = 1 MΩ的输出电压= 1.8 V

RX = 1.8 MΩ ， RY = 1 MΩ的输出电压= 3.3 V

对于输出的正确顺序，使从1.2 V输出1.2 V输出从饲喂的的LDO

TPS62232如果DVDDX为1.8 V或从TPS62231 1.8 V输出，如果DVDDX为3.3 V.

图2.可选电路DVDD_A ， DVDD_B和DVDD_C

SLVA341A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高效率电源解决方案使用DC / DC转换器DVFS

应用报告

SLVA339A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高输入电压，高效率电源解决方案采用DC / DC

转换器采用DVFS

Ambreesh特里帕蒂

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PMP - DC / DC低功耗转换器

抽象

该参考设计的目的是为用户提供TMS320C6742设计， TMS320C6746 ，

TMS320C6748或OMAP- L138处理器。利用测序电源，参考设计

描述了一种具有12V输入电压和高效率的DC / DC转换器具有集成FET的系统

动态电压与频率缩放（ DVFS）一个小的，简单的设计。

测序电源架构正变得司空见惯高性能微处理器

和数字信号处理器（DSP ）系统。为了降低功耗，并提高处理速度，处理器

内核具有更小几何尺寸的细胞，并要求更低的电源电压比系统总线电压。动力

管理在这些系统中需要特别注意。本应用报告讨论这些话题

并提出了输出电压排序的解决方案。

介绍

..................................................................................................................

电源要求

.......................................................................................................

特点

......................................................................................................................

材料清单

..............................................................................................................

图列表

PMP4976参考设计原理图

.................................................................................

可选电路DVDD_A ， DVDD_B和DVDD_C

................................................................

测序启动波形

........................................................................................

EF网络效率与输出电流

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EF网络效率与输出电流

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EF网络效率与输出电流

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EF网络效率与输出电流

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表格清单

一般要求

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材料PMP4976法案

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SLVA339A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高输入电压，高效率电源解决方案采用DC / DC转换器，带有DVFS

介绍

www.ti.com

介绍

在双电压的体系结构，电源的协调管理是必要的，以避免潜在的

问题和确保可靠的性能。电源设计人员必须考虑的时序和电压

在上电和掉电核心和输入/输出（ I / O）电压电源之间的差异

操作。

测序是指在顺序，定时和微分，其中两个电源电压被加电并

下来。设计时没有正确的顺序的系统可能存在风险的两类故障。第一

这些代表的双电压设备的长期可靠性的威胁，而第二个是

更直接的，具有破坏性的接口电路中的处理器或系统设备的可能性

如存储器，逻辑电路，或数据转换器集成电路（IC）。

不当电源排序的另一个潜在的问题是总线争用。总线争用

状态，其中所述处理器和其它设备都尝试的过程中控制一个双向总线

上电。总线争也可能会影响I / O的可靠性。电源设计人员必须检查

对于总线争用单个设备的要求。

上电顺序为OMAP -L138 ， TMS320C6742 ， TMS320C6746 ， TMS320C6748和有

所示

表1中。

无耗材，这些设备都需要特定的电压上升斜率，只要

3.3 V电压轨不超过2 V.超过1.8 V电压轨

为了降低所述处理器核心的功率消耗，动态电压和频率调整

（ DVFS）用在参考设计。 DVFS是同时使用主动电源管理技术

处理是在系统级芯片（SoC），其中相匹配的工作频率去上

硬件到活动应用场景的性能要求。每当时钟频率

被降低，工作电压也降低，实现节能。在参考设计中，

TPS62353被使用时，它可以扩展其输出电压。

电源要求

的功率要求，如下表中指定。

表1.一般要求

引脚名称

I / O

CORE

I / O

RTC_CVDD

CVDD

(4)

RVDD ， PLL0_VDDA ，

PLL1_VDDA ， SATA_VDD ，

USB_CVDD ， USB0_VDDA12

USB0_VDDA18 ， USB1_VDDA18 ，

DDR_DVDD18 ， SATA_VDDR ，

DVDD18

USB0_VDDA33 ， USB1_VDDA33

DVDD3318_A ， DVDD3318_B ，

DVDD3318_C

电压

(V)

1.2

1.0 / 1.1 / 1.2

1.2

(1) (2)

IMAX

（MA ）

600

200

公差

–25%, +10%

–9.75%, +10%

–5%, +10%

测序

订单

(3)

定时

延迟

I / O

1.8

180

±5%

I / O

(1)

3.3

1.8 / 3.3

50 / 90

(5)

±5%

4/5

(2)

(3)

(4)

(5)

如果1.8 -V LVCMOS时，电源轨与1.8 V轨。如果3.3 -V LVCMOS时，其启动与ANALOG33轨

(VDDA33_USB0/1).

只要没有特定的电压上升速率所需的任何物资LVCMOS33 （ USB0_VDDA33 ， USB1_VDDA33 ）的

STATIC18 （ USB0_VDDA18 ， USB1_VDDA18 ， DDR_DVDD18 ， SATA_VDDR ， DVDD18 ）不超过2个以上V.

如果RTC未使用/保留在一个单独的电源，它可以被包括在STATIC12 （固定1.2 Ⅴ）基团。

如果使用CVDD在固定1.2V，所有1.2 -V的铁轨可以进行组合。

如果DVDD3318_A ，B和C分别独立地提供动力，最大功率为每个轨道的1/3以上的最大功率。

NanoFree是德州仪器的商标。

高输入电压，高效率电源解决方案采用DC / DC转换器，带有DVFS

SLVA339A - 2009年6月 - 修订2010年5月

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特点

本设计采用以下的高效率DC / DC转换器具有集成FET 。

高效率（采用DVFS ）

输入电压

输出电压

核心1.2 V电压600毫安

固定的1.2 V + VRTC在251毫安

1.8 V的230毫安

3.3 V的115毫安

TPS62353

TPS62232

TPS62231

TPS62111

~12 V/3.3 V

在上表中， VRTC包括在STATIC12 （固定1.2 - V）的基团。

TPS62353

88 ％的效率，3 MHz的操作

输出峰值电流可达800毫安

3 MHz的固定频率工作

一流

负载和线路瞬态

± 2 ％的PWM直流电压准确度

效率优化的省电模式

瞬态优化的省电模式

修正了1.2 V输出无需外部电压设置电阻

采用10引脚QFN封装（ 3 × 3毫米）， 12引脚NanoFree （ CSP ）封装

TPS62231与TPS62232

3 MHz的开关频率

高达94 ％的效率

输出峰值电流高达500 mA

小型外部输出滤波器元件（ 1

氢/ 4.7 MF）

小1 × 1,5 × 0,6毫米3 SON封装

修正了1.8 V和1.2 V输出，分别是无需外部电压设置电阻

TPS62111

高效率同步降压转换器具有高达95 ％的效率

高达1.5 A的输出电流

高效率，由于PFM / PWM工作模式，在宽负载电流范围内

固定的3.3V输出无需外部电压设置电阻

关于设备的详细信息可以在数据表中找到。

TPS62111 ，

SLVS585

TPS62231和TPS62232 ，

SLVS941

TPS62353 ，

SLVS540

SLVA339A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高输入电压，高效率电源解决方案采用DC / DC转换器，带有DVFS

特点

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图1. PMP4976参考设计原理图

高输入电压，高效率电源解决方案采用DC / DC转换器，带有DVFS

SLVA339A - 2009年6月 - 修订2010年5月

www.ti.com

特点

适当顺序确保与使用一个NPN晶体管和一个P沟道MOSFET的设计。

根据需要，核心1.2 V电压600毫安是第一位的，而后跟静1.2 V + VRTC 251毫安。然后

在230毫安，从而拉低了一个P沟道MOSFET的栅极与使用附带的静态1.8伏

一个NPN晶体管。最后，静态3.3 V时115毫安出现。

(1)

(2)

(3)

(4)

用三个这样的LDO上电DVDDA ， DVDDB和DVDDC 。（它可以是1.8 V或3.3 V. ）

RX = 0.499 MΩ ， RY = 1 MΩ的输出电压= 1.8 V

RX = 1.8 MΩ ， RY = 1 MΩ的输出电压= 3.3 V

对于输出的正确顺序，将有来自TPS62232 1.2 V输出，如果饲喂了LDO的使能

DVDDX为1.8 V或从TPS62231 1.8 V的输出，如果DVDDX为3.3 V.

图2.可选电路DVDD_A ， DVDD_B和DVDD_C

SLVA339A - 2009年6月 - 修订2010年5月

高输入电压，高效率电源解决方案采用DC / DC转换器，带有DVFS