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新一代电源模块以较少电容达到更快速的瞬时响应

2010-03-26 16:52:51 来源:今日电子 作者:Boxer 责任编辑: boxer158 收藏本文
对于复杂的电路板,如高阶通信系统,设计人员愈来愈需要为不同的DSP、FPGA、ASIC和微处理器提供更多的电压轨。目前必须面对的电源系统设计挑战,是在高速数字电路产生电流瞬时的情况下,将电压偏差降到最低。
  许多设计人员发现可以使用所有陶瓷电容或聚合物钽质电容,因为这些电容的体积很小,而且可达到无铅焊锡的规范。在过去,使用这些电容会引发某些POL电源模块的稳定性疑虑。使用TurboTrans后,T2模块的稳定性会实质提升,因此可达到适切控制的瞬时负载响应(见图4)。
 


 

  图4 使用及不使用TurboTrans时的输出电压偏差


  提升效能与设计弹性


  另一方面,TI的SmartSync功能也能够协助系统设计人员使用需要复杂电源配置设定的IC。当电源模块以不同频率运作时,这些频率的总和与差异所造成的拍差频率(beat frequency)会使EMI滤波不易达成。图5显示两个信号范例,第一个信号的频率为300kHz,第二个信号的频率为301kHz。拍差频率为1kHz。SmartSync能够让设计人员将多个T2模块的切换频率同步为特定频率,经过同步的模块可消除拍差频率,并且使EMI滤波更容易达成。
 


 

  图5 产生1kHz拍差频率的两个POL电源模块


  SmartSync允许将同步频率设定为高于或低于模块的一般自由运作频率。SmartSync可用来为频率范围介于240~400kHz之间的T2模块进行同步,因此能够让此设计发挥最佳化的模块效率,也可用于不让噪声敏感电路出现这类频率,以便将切换噪声保持在特定的范围之外(也就是接收器的IF频率)。可一并同步的T2模块没有数量方面的限制。


  这项技术的另一项优点是减少输入电容。T2模块能够以不同的相位角度进行同步 (使用外部电路系统)。在某些应用中,这可平衡来源电流,并且能够使用较小的输入电容。


  输出调节的改善


  相较于前几代的5%容差,TI的全新TCI6482、FPGA、ASIC及微处理器等先进DSP需要更小的3%核心电压(VCC)容差,这个容差必须包含由于静态(DC)与动态(AC)等操作条件变更而造成的所有输出电压偏差。为符合这项规格,T2电源模块的设计必须达到更小的1.5% DC容差,做法包括设定点精确性、负载/线路调节、温度变化与长时间漂移。


  如果DC容差为1.5%,则由于瞬时负载造成的AC偏差必须小于1.5%。全新的T2电源模块结合相当严格的DC调节与TurboTrans技术,可便于将任何运作条件下的输出电压维持在3%的容差内。所有T2电源模块都含有差动遥感(differential remote sense),可协助在负载时维持这个高度精确性。

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