EPM7128在TMS320LF2407A系統中電平轉換的應用
1. EPM7128SLC84-15簡述
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/149010.htm EPM7128SLC84-15是Altera公司推出的MAX7000S 系列的CPLD(Complex Programmable Logic Device);采用CMOS E2PROM工藝,傳輸延遲僅為5ns;內部具有豐富的資源--128個觸發器、2500個用戶可編程門;而且具有68個用戶可編程的IO口,為系統定義輸入、輸出和雙向口提供了極大的方便;為了比較適合混合電壓系統,通過配置,輸入引腳可以兼容3.3V/5V邏輯電平,輸出可以配置為3.3V/5V邏輯電平輸出。EPM7128同時還提供了JTAG接口,可進行ISP編程,極大地方便了用戶。
2. 電源設計
TMS320LF2407A的工作電壓是3.3V,而系統中許多常用外圍器件的主要工作電壓通常是5V,因此以TMS320LF2407A為核心構成的應用系統必然是一個混合電壓系統。系統中不僅要求有3.3V的電源,還要求有5V的電源。設計的目標就是減少所需電源的數目,并減少產生這些電源電壓所需器件的數目。為了減少多電源所需的額外器件的數目,不少廠家提供了產生多種電壓的芯片。同時,隨著技術的不斷進步,將會出現更多的低電壓器件,從而逐漸消除對多電源的要求和產生這些電源的花費和復雜性。 對于TMS320LF2407A應用系統而言,首先要解決的就是3.3V電源問題。解決3.3V電源通常有以下幾種方案。
2.1 電阻分壓
利用電阻分壓的方法,其原理如圖1所示。其成本比較低并且結構簡單,可以作為一種應急的方案。但是,該電路實際的輸出電壓顯然要小于3.3V,并且隨著負載的變化,輸出電壓也會產生波動。此外,這種電路的無功功耗也比較大。
圖1 電阻分壓原理圖
2.2 直接采用電源模塊
考慮到開關電源設計的復雜性,一些公司推出了基于開關電源技術的低電壓輸出電源模塊。這些模塊可靠性和效率都很高,電磁輻射小,而且許多模塊還可以實現電源隔離。這些電源模塊使用方便,只需增加很少的外圍元件,但是價格比較昂貴。
2.3 利用線性穩壓電源轉換芯片
線性穩壓芯片是一種最簡單的電源轉換芯片,基本上不需要外圍元件。但是傳統的線性穩壓器,如LM317,要求輸入電壓比輸出電壓高2V或者更大,否則就不能夠正常工作。因此對于5V的輸入,輸出并不能夠達到3.3V。面對低壓電源的需求,許多電源芯片公司推出了低壓差線性穩壓器(LDO)。這種電源芯片的壓差只有1.3V~0.2V,可以實現5V轉3.3V的要求。LDO所需的外圍器件數目少、使用方便、成本較低、紋波小、無電磁干擾。例如,TI公司的TPS73xx系列就是TI公司為配合DSP而設計的電源轉換芯片,其輸出電流可以達到500mA,且接口電路非常簡單,只需接上必要的外圍電阻,就可以實現電源轉換。該系列分為固定電壓輸出的芯片和可調電壓輸出的芯片,但這種芯片通常效率不是很高。
綜合幾種電源的優缺點,DSP系統采用LDO芯片TPS7333。此芯片是TI公司專門為3.3V低壓系統設計的,它是固定輸出3.3V,且有上電產生DSP系統復位所需的信號。此外它輸出電流可達幾百毫安,輸出功率完全能夠滿足系統所需。
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