稳压精度 - POL电源设计的优化原则

　　电源系统的电压容差有几个影响因素。电压基准精度就是最为重要的一个影响因素，我们可以在电源管理器件的产品说明书中找到其规范。新型稳压器要求达到±1%的精度或更高的温度基准精度。一些成本较低的稳压器可能会要求±2%或±3%的基准电压精度。请在产品说明书中查看稳压器厂商的相关规范，以确保稳压精度可以满足处理器的要求。另一个影响稳压精度的因素是稳压器外部反馈电阻的容差。

　　在要求精确容差值的情况下，我们推荐使用±1%的容差电阻。另外，在将这种电阻用于编程输出电压时，其将会提供额外±0.5%的精度。具体的计算公式如下：

　　输出电压精度=2×(1-VREF/VOUT)×TOLRES

　　第三个影响因素是输出纹波电压。一个卓越的设计实践是针对低于1%输出电压的峰至峰输出电压进行设计，其可使电源系统的电压精度提高±0.5%。假设为±2%基准精度，那么这3个影响因素加在一起则为±3%的电源系统精度。

　　DaVinci CVDD电源要求一个可带来±4.2%精度的50mV容差的1.2V典型内核电源。3.3V DVDD电源具有一个可带来±4.5%精度的150mV的容差，而1.8V DVDD电源则具有一个可带来±5%精度的90mV的容差。使稳压器靠近负载来减少路由损耗是非常重要的。需要注意的是，如果电源具有3%的容差，且处理器内核电压要求具有4.2%容差的情况下，我们就必须对去耦网络进行设计，以能够适应1.2V电压轨的1.2%精度或14mV容差。

　　历史经验数据显示，内核电压随着处理技术的发展而不断降低。对内核电压稍作改变，便可提供更高的性能，或节省更多的电量。选择一个具有可编程输出电压和±3% 以上输出电压容差的稳压器是一种较好的设计方法。相比从零开始重新设计一种全新的电源，简单的电阻器变化或引脚重新配置要容易得多。因此，我们要选择一款可以支持低至0.9V或更低输出电压的稳压器，以能够最大化地重用，并帮助简化TI片上系统(SoC)器件未来版本的使用。

　　6 参考设计

　　我们构建了若干电源管理参考设计，并经过数字音频/视频应用的测试。这些应用均使用了TI的TMS320DM6443和TMS320DM6446处理器，其能够满足排序、电压精度和启动要求。图1显示了12V电源的参考设计，该设计使用了TPS62111同步降压转换器、TPS62040同步降压转换器以及TPS73618低压降调节器，以分别提供3.3V、1.2V和1.8V电压轨。这种参考设计包含了一个简单的外部MOSFET、电阻和电容延迟电路，以使3.3V电压轨能够适应自升压模式排序方案要求。TPS62040不但提供了1.2V的内核电压，而且还可满足引脚5软启动电容的排序要求。这种解决方案拥有±3%容差，90%以上的效率。为了能够适应主机升压模式排序方案要求，我们可以添加一个类似的MOSFET、电阻以及电容电路添加至1.2V电压轨。

　　7 总结

　　一旦充分了解了去耦、排序和容差要求以后，为DaVinci处理器设计一款电源解决方案就变得非常简单明了。在为所有高性能处理器设计电源时，坚持使用上述技术是一个相当不错的设计实践。