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应用报告

SLVA343A - 2009年6月 - 修订2010年5月

中等集成电源解决方案使用双DC / DC

转换器和一个LDO

Ambreesh特里帕蒂

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

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3.3V的输入电压和高效率的DC / DC转换器，集成的系统

场效应管的一个小的，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

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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

PMP4978参考设计原理图

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可选电路DVDD_A ， DVDD_B和DVDD_C

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测序启动波形

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

效率V

OUT2

= 1.8 V

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

效率V

OUT1

= 1.1 V

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

表格清单

电源要求

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

材料PMP4978法案

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

Easyscale是德州仪器的商标。

SLVA343A - 2009年6月 - 修订2010年5月

中等集成电源解决方案使用双DC / DC转换器和一个LDO

介绍

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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的集成电路（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

条件时，所述处理器和其它设备都试图功率期间控制双向总线

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

所示

表1中。

只要没有特定的电压上升斜率需要任何电源为3.3 V电压轨

从来没有超过2 V.超过1.8 V电压轨

电源要求

功率要求被作为指定

表1中。

表1.电源要求

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 / 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).

没有特定的电压上升速率所需的任何物资LVCMOS33 （ USB0_VDDA33 ， USB1_VDDA33 ）如果STATIC18

（ USB0_VDDA18 ， USB1_VDDA18 ， DDR_DVDD18 ， SATA_VDDR ， DVDD18 ）不会超过200多伏。

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。

中等集成电源解决方案使用双DC / DC转换器和一个LDO

SLVA343A - 2009年6月 - 修订2010年5月

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特点

该设计使用了以下的高效率的DC / DC转换器具有集成FET 。

输入电压

~3.3 V

集成化方向发展

（无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

TPS62420 （ DCDC1 ）

TPS62420 （ DCDC2 ）

TPS71733 （ DRV ）

在上表中， VRTC包括在STATIC12 （固定1.2 V）的基团。

TPS62420

高效率 - 高达95 ％

VIN范围从2.5 V至6 V

输出电流600毫安和千毫安

EasyScale 动态调整输出电压可选1针串行接口

节电模式下以轻负载电流

采用10引脚QFN封装（ 3 × 3毫米）

TPS71733

与使能 150 mA低压降（ LDO ）稳压器

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 ，为2mm× 2毫米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在数据表中找到。

TPS62420 ，

SLVS676

TPS71733 ，

SBVS068

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中等集成电源解决方案使用双DC / DC转换器和一个LDO

特点

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图1. PMP4978参考设计原理图

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SLVA343A - 2009年6月 - 修订2010年5月

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特点

适当顺序确保与使用一个NPN晶体管和一个N沟道MOSFET的设计。

根据需要，核心1.2伏在600毫安至上，这又拉动了一个N沟道MOSFET的栅极到

3.3伏与使用NPN晶体管。然后， 1.2 V + VRTC在251毫安出现。这1.2 V还

使DCDC1和顺序1.8 V出现，而这又使一个LDO来给3.3 V ，115

毫安。

(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，是能够从TPS62420 1.2 V输出反馈任的LDO

DCDC2如果DVDDX为1.8 V或从DCDC1 TPS62420 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

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中等集成电源解决方案使用双DC / DC转换器和一个LDO

TPS62420

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SLVS676B - 2006年6月 - 修订2006年10月

2.25MHz的600毫安/千毫安双降压转换器在小型3x3mm的QFN封装

特点

高效率，高达95％的

范围从2.5 V至6 V

2.25 MHz的固定频率工作

输出工作电流600 mA和千毫安

可调输出电压从0.6 V到V

EasyScale 可选的一个引脚串行接口

动态输出电压调节

节电模式下以轻负载电流

180异相操作

在PWM模式输出电压精度

±1%

典型32

静态电流为

转换器

100 ％占空比的最低压差

采用10引脚QFN封装（ 3 × 3毫米）

描述

该TPS62420装置是同步双

降压型DC -DC转换器对电池的优化

供电的便携式应用。它提供了两个

独立的输出电压轨供电由1节

锂离子电池或3节镍氢/镍镉电池。该装置是

也适合于从标准3.3V或5V操作

电压轨。

用2.5V至6V的输入电压范围，

TPS62420是理想的功耗便携式应用，如

智能电话，PDA和其它便携式设备。

与EasyScale 串行接口的输出

电压可在运行期间改变。它

因此，支持动态电压调节低

功耗的DSP和处理器。

该TPS62420工作在2.25MHz的固定开关

频率和进入节电模式运行

在轻负载电流保持高效率，

整个负载电流范围。低噪音

应用设备可以强制进入固定

频率PWM模式通过将MODE / DATA

引脚为高电平。在关断模式下，电流

消费量降低到1.2μA 。该装置允许

使用小型电感器和电容器来实现

小解决方案尺寸。

该TPS62420可在一个10引脚无引线

封装（ 3 × 3mm QFN封装）

OUT1

= 1.5V

R11

270k

R12

180k

效率

100

应用

手机，智能手机

掌上电脑，掌上电脑

OMAP 低功耗DSP电源

便携式媒体播放器

数字广播

数码相机

TPS62420

VIN为2.5V

–

10 F

DEF_1

EN_1

VIN

FB 1

SW1

2.2 H

高达600mA

OUT1

= 22 F

OUT2

= 1.8V

= 3.6V

MODE / DATA = 0

EN_2

SW2

OUT2

= 1.8V

R21

360k

R22

180k

ff2

33pF

电流可达1000mA

OUT2

= 22 F

OUT1

= 1.5V

2.2 H

模式/

数据

ADJ2

GND

0.01

0.1

我OUT毫安

100

1000

请注意，一个重要的通知有关可用性，标准保修，并在得克萨斯州的关键应用程序使用

仪器的半导体产品和免责条款及其出现在此数据表的末尾。

EasyScale ， OMAP ，使用PowerPad是德州仪器的商标。

PRODUCTION数据信息为出版日期。

产品符合占德州条款规范

仪器标准保修。生产加工过程中不

不一定包括所有参数进行测试。

TPS62420

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SLVS676B - 2006年6月 - 修订2006年10月

订购信息

部分

数

(1)

TPS62420

默认的输出

电压（2）

OUT1

OUT2

产量

当前

600mA

1000mA

QFN （1）

包

订购

包

记号

-40 ° C至85°C

可调整的

的DRc

TPS62420DRC

BQF

绝对最大额定值

在工作自由空气的温度范围内（除非另有说明）

(1)

价值

在V输入电压范围

(2)

单位

°C

-0.3 7

-0.3到V

+0.3,

≤7

500

-0.3 7

-0.3到V

+0.3,

≤7

HBM人体结点1

充电器型号

机器型号

200

150

-40到85

-65到150

在EN ， MODE / DATA ， DEF_1电压范围

最大电流为MODE / DATA

在SW1 ， SW2电压

对ADJ2 ， FB1电压

ESD

等级

(3)

J（下最大）

最高结温

英镑

(1)

(2)

(3)

工作环境温度范围

存储温度范围

强调超越那些在列

绝对最大额定值

可能对器件造成永久性损坏。这些压力额定值

只和功能在这些或任何其他条件超出下所指示的设备的操作

推荐工作

条件

是不是暗示。暴露于长时间处于最大绝对额定情况下会影响器件的可靠性。

所有电压值都是相对于网络的接地端子。

人体模型是一个100pF电容通过1.5kΩ电阻向每个引脚放电。机器模型是一个200pF的

电容直接排入每个引脚。

耗散额定值

包

的DRc

θJA

49°C/W

额定功率对于T

≤

25°C

2050mW

降额因子牛逼以上

= 25°C

21mW/°C

推荐工作条件

在工作自由空气的温度范围内（除非另有说明）

民

VIN

电源电压

输出电压范围可调电压

工作环境温度

工作结温

2.5

0.6

-40

喃

最大

VIN

125

单位

°C

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TPS62420

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SLVS676B - 2006年6月 - 修订2006年10月

电气特性

= 3.6V, V

OUT

= 1.8V ， EN = V

， MODE = GND ， L = 2.2μH ，C

OUT

= 20μF ，T

= -40 ° C至85°C典型值是在T

25 ℃（除非另有说明）

参数

电源电流

输入电压范围

一个转换器，我

OUT

= 0毫安。 PFM模式下启用

（模式= 0 ）设备没有交换，

EN1 = 1或EN2 = 1

两个转换器，我

OUT

= 0毫安。 PFM模式下启用

（模式= 0 ）设备没有交换，

EN1 = 1和EN2 = 1

OUT

= 0毫安， MODE / DATA = GND ，一

转换器，V

OUT

1.575V

(1)

OUT

= 0毫安， MODE / DATA = V

为一体

转换器，V

OUT

1.575V

(1)

UVLO

关断电流

欠压锁定阈值

EN1 ， EN2 = GND ，V

= 3.6V

(2)

EN1 ， EN2 = GND ，V

斜坡从0V至3.6V

(3)

落下

升起

1.2

EN1 ， EN2 = GND或VIN

DEF_1 = GND或VIN

1.2

MODE / DATA = GND或VIN

开漏输出，通过外接上拉电阻

开漏输出，吸收电流为500μA

在MODE / DATA引脚信号电平为1.2V >

上模信号电平/ DATA引脚0.4V <

在MODE / DATA引脚信号电平为1.2V >

EOS

H_LB

L_HS

400

520

200

400

200

400

0.01

0.05

0.01

2.5

6.0

测试条件

民

典型值

最大

单位

工作静态电流

3.6

1.2

0.1

1.5

2.35

2.4

0.4

1.0

0.4

1.0

0.4

ENABLE EN1 ， EN2

MODE / DATA

开始

H_LB

L =磅

L_HB

H_LB

EOS

ACKN

高电平输入电压，

MODE / DATA

低层次的输入电压，

MODE / DATA

输入偏置电流， MODE / DATA

确认输出电压高

确认输出电压低

开始时间

高时低一点，逻辑0的检测

低时低位，逻辑0的检测

低历史新高位，逻辑1的检测

高历史新高位，逻辑1的检测

流的末尾

高电平输入电压， EN1 ， EN2

低层次的输入电压， EN1 ， EN2

输入偏置电流， EN1 ， EN2

输入biasd当前DEF_1

DEF_1输入

接口时序

确认条件的持续时间

2.5V至6V

（ MODE /日线拉低

设备）

确认有效时间

超时进入省电

模式

MODE /数据引脚从高电平到低电平的变化

valACK

TIMEOUT

520

(1)

(2)

(3)

装置被切换以在输出中，L = 3.3μH空载，值包括所述线圈的损耗

这些值是有效后，该设备已被激活一次（ EN1或EN2 =高）和电源电压V

有没有

断电。

这些值都是有效的时，该设备处于关闭状态（EN1和EN2低）和电源电压V

上电。该值仍然有效

直到设备已经启用第一次（ EN1或EN2 =高）。后首次启用，注3变为有效。

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TPS62420

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SLVS676B - 2006年6月 - 修订2006年10月

电气特性（续）

= 3.6V, V

OUT

= 1.8V ， EN = V

， MODE = GND ， L = 2.2μH ，C

OUT

= 20μF ，T

= -40 ° C至85°C典型值是在T

25 ℃（除非另有说明）

参数

开关

DS （ ON）

LK_PMOS

DS （ ON）

LK_SW1/SW2

LIMF

P沟道MOSFET的导通电阻，V

= V

= 3.6V

转换器1,2

P沟道漏电流

N沟道MOSFET的导通电阻

转换器1,2

= 6.0V

= V

= 3.6V

200

0.85

1.19

随着结温

降低结温

2.5V

≤

VIN

≤

6.0V

2.0

0.6

600

电压定位功能活跃， MODE / DATA = GND ，

在PFM模式下的设备运行， VIN = 2.5V至

5.0V

(6) (7)

MODE / DATA = GND ;器件工作在PWM操作

模式VIN = 2.5V至6.0V

(7)

= 2.5V至6.0V ， MODE / DATA = V

，固定PWM

操作， 0毫安<我

OUT

＆ LT ;我

OUTMAX （ 8 ）

直流输出电压的负载调整

启动

坡道

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

启动时间

OUT

斜坡上升时间

PWM工作模式

激活时间开始切换

(9)

时间斜坡从5％到95 ％的V

OUT

170

750

–1.5%

–1%

1.01x

OUT

2.5%

0.5

%/A

1.0

1.4

150

2.25

2.5

280

620

450

7.5

1.15

1.61

°C

兆赫

测试条件

民

典型值

最大

单位

漏电流为SW1 / SW2引脚包括N香奈儿泄漏currnet ，

=打开，V

= 6.0V ， EN = GND

(4)

正向电流

极限PMOS和

NMOS

热关断

热Shudown滞后

OUT1 600毫安

OUT2千毫安

2.5V

≤

6.0V

振荡器

FSW

产量

OUT

REF

OUT （ PFM）的

直流输出电压精度PFM

模式，可调节和固定输出

电压

(5)

OUT

可调输出votage范围

参考电压

振荡器频率

在销SW1和SW2 1MΩ的内部电阻被连接到GND

输出电压规格不包括外部电压编程电阻容差

配置l典型值2.2μH ，C

OUT

典型值为20μF ，见参数测量信息，输出电压纹波取决于有效

输出电容器的电容量，较大的输出电容会导致更严格的输出电压容差

在省电模式下， PWM工作通常在进入我

PSM

= V

/32.

对于V

OUT

> 2.2V ，V

分= V

OUT

+0.3V

这一次是有效的，如果一个转换器变为从关断模式（ EN2 = 0 ），以主动模式（ EN2 = 1 ），另一个转换器已经

使能（例如， EN1 = 1）。在这两种情况下，转换器从关断模式开启（ EN1和EN2 =低）到主动模式（ EN1和/或

典型值80的EN2 = 1）的值

对内部电路的斜坡上升需要添加。吨后

开始

转换器开始切换和坡道

OUT

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TPS62420

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SLVS676B - 2006年6月 - 修订2006年10月

设备信息

引脚分配

ADJ2

MODE / DATA

VIN

FB1

DEF_1

SW2

EN2

GND

EN1

SW1

顶视图DRC包

终端功能

终奌站

名字

ADJ2

号

（ QFN ）

I / O

描述

输入调节器2.可调版本（ TPS62420 ）的输出电压连接一个外部

VOUT2 ，该引脚与GND之间的电阻分压器设置在0.6V至VIN的输出电压。如果

EasyScale 接口用于转换器2 ，该引脚必须直接连接到输出。

该引脚有两个功能：

1.操作模式的选择：在较低的水平，节电模式被启用，其中设备

工作在PFM模式下以轻负载并进入自动PWM模式在重负载。

将该引脚连接到高强制PWM模式工作在整个负载范围内的设备。

2. EasyScale 接口功能：线串行接口，同时改变输出电压

转换器。该引脚具有开漏输出，以提供一个确认的条件，如果要求。

目前进入开漏输出级不得超过500μA 。该接口是积极的，如果

无论是EN1或EN2高。

VIN

FB1

电源电压， 2.5V连接到VBAT ，至6V

转换器1的直接反馈电压检测输入，可直接连接到Vout的一内部前馈

电容连接在此引脚和误差放大器之间。如果是固定输出电压版本

或者当界面时，此引脚连接到一个内部电阻分压器网络。

该引脚定义转换1.在TPS62420引脚行为的输出电压的模拟输入

通过外部电阻设定输出电压。在默认的固定输出电压版本，该引脚为数字

输入到两个固定的默认输出电压之间进行选择。

在TPS62420外部电阻网络需要连接到这个引脚来调整默认的输出

电压。

SW1

EN1

GND

EN2

SW2

PowerPAD

I / O

开关Converter1的脚。连接到电感器

使能输入Converter1 ，高电平有效

GND两个转换器，该引脚应与使用PowerPad连接

使能输入转换器2 ，高电平有效

开关转换器2连接到电感器的引脚。

连接到GND

MODE / DATA

DEF_1

I / O

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