基于TPS54350的紅外熱像儀電源設計
輸出電壓R2(kΩ)
1.228.7
1.514.7
1.89.76
2.55.49
3.33.74
同理,要得到1.8V的輸出電壓,將R12取1kΩ,則R7應為976Ω。
② 設置上電順序
如圖1所示,產生3.3V電壓的U1的PWRGD引腳接至產生1.8V電壓的U2的SS/EN引腳。這樣,即使電容擊穿,在開始上電時,產生3.3V電壓的U1輸出未達到閾值,PWRGD輸出低電平,產生1.8V電壓的U2處于關閉狀態,直至3.3V電壓穩定,這樣可確保3.3V先上電;掉電時,U1的輸出低于閾值,PWRGD引腳輸出低電平,U2的輸出關斷,保證1.8V先斷電。根據上述原理,在紅外熱像儀中采用一片TPS54350給DSP內核供1.2V電壓,另兩片54350分別給DSP外圍I/O提供3.3V電壓及1.8V的DDR電壓,設置上電順序為1.2V→3.3V→1.8V。
電壓監控與復位電路
在紅外成像儀系統中,由于視頻電路的高頻特性,開關的電磁輻射和線路噪聲都將干擾電路的器件工作電壓。且DSP對工作電壓要求較高,偏差不能超過 5%,一旦工作電壓超出該偏差,長時間工作容易縮短器件壽命甚至燒毀。因此,系統設計需要通過電壓監控電路實時監控器件工作電壓,確保系統提供穩定正常的電壓。
電壓監控電路工作原理:系統上電期間,監控器件的復位信號保持有效,使DSP始終處于復位狀態,一旦監控的電壓值達到規定的門限電壓,則釋放復位,DSP即可正常工作。在工作中,如果監控電壓低于門限值,監控器件再次發送復位信號使系統復位。
TPS3808是TI公司的一款具有低靜態電流、可編程延遲的監控電路。主要參數包括:輸入電壓范圍1.8~6.5V,上電復位可調整延遲時間1.25ms~10s,典型靜態電流2.4μA,高精度門限0.5%。
當TPS3808的SENSE引腳電壓低于門限電壓或MR有效時,復位引腳輸出復位信號,CT引腳用來設定復位延遲時間,若懸空延遲時間為20ms,通過電阻連接至VDD則延遲時間為300ms,也可通過電容接地,根據電容值的不同可將延遲時間設定為1.25ms~10s,電容值的計算公式如下:
CT(nF)=[tD(s)-0.5×10-3(s)]×175 (2)
本系統采用TPS3808G12、TPS3808G18和TPS3808G33分別對1.2V,1.8V和3.3V電壓進行監控,三者的門限電壓分別為1.12V、1.67V和3.07V,當輸入電壓低于門限電壓時,DSP就會收到復位信號,從而對電路進行了保護。另外,TPS3808還具有一個手動復位信號MR,可通過復位按鈕手動復位。
圖2 TPS3808典型應用電路
結語
經使用證明,以高性能DC/DC調節器TPS54350為核心設計的紅外熱像儀電源電路,能夠提供穩定精準的電壓,且能保證正確的上電時序。另外,電壓監控與復位電路使整個系統長期穩定工作,同時也避免因電壓波動而造成DSP加載異常。所以,本系統設計的電源系統也適用于其他DSP系統應用場合。
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