摘 要：本文采用功耗大、纹波系数要求高的LT1767EMS8 开关电源设计了稳压电路，分析了设计时的一些重要问题，并比较了几种稳压电路方案的优缺点，同时分析了TMS320DM642 对电源的指标要求。

　　引言
　　随着嵌入式技术的发展，嵌入式设备集成度越来越高。电源作为重要的系统辅助电路，必须满足以下三个条件：能提供一个稳定可靠的输出电源；占用尽可能少的PCB面积；有较高的转换效率。否则，系统的可靠性和散热性等都很难达到系统设计要求。下面我们以TI的一款多媒体处理器为例，重点阐述系统对第一个条件的要求。
　　TMS320DM642(简称DM642)时钟频率最高可达600MHz，机器周期为1 . 6 7 n s ，速度最高可达4800MIPS。该芯片速度快、外围资源丰富，可应用于H.264 视频网络摄像机。但DM642 对于电源要求比较高，其接口电源为3.3V±160mV，峰值电流可达360mA, 内核电源为1.4V ± 40mV，峰值电流更是高达800 mA，其纹波系数要求及功率要求都较高。为此，我们必须设计一个纹波特性较好的电源电路。
　　本文首先介绍了现在常用的几种方案的优缺点，再给出本电源设计的详细方案，最后给出此设计的应用效果。

　　几种电源设计方案的比较

图1  LDO参考电路

　　在嵌入式系统中，常用的电源有低压差稳压电源(LDO)及开关电源(DC/DC)。低压差稳压电源是一种线性稳压电源。所谓低压差，是指稳压电源自身的功率损耗与输入输出电压的压差成正比。现时的低压差稳压电源的压差一般可达1.2V，其损耗功率由式( 1 ) 所示。对于低功率系统，采用结构简单的LDO 是最节省面积的方案，价格便宜，并且可以很好的满足纹波系数要求。图1 为LDO 的一个参考电路。但是LDO 的转换效率一般比较低，因此必须考虑它的发热问题。以Vin 表示输入电压，Vout 表示输出电压， Iout表示输出电流，P表示损耗功率。

　　P=(Vin-Vout)×Iout            (1)

　　如Vin 采用5V供电，则1.4V电源在峰值时损耗功率将高达2.88W，转换效率只有30％，即使在输入端用两二极管降压( 假设每个管降0.6V)，功耗也将达到1.92W，其发热量仍很大。这里说明一下，LDO的输入电压一般要高于3.2V，否则不能正常工作。
　　DC/DC 开关电源为PWM 脉宽调制，它采用固定频率来调节电路开关器件的导通时间，从而控制电路的平均输出电压。开关电源体积小，转换效率高(一般可达70％以上)，同时开关电源的输入在一定范围内可调。但相对于LDO，开关电源的设计相对复杂得多，其匹配网络电路较多，电路复杂，LC滤波电路性能要求较高，同时对于PCB 布线要求也非常高，因此采用开关电源时，最好可以选取电路较简单的方案。
　　TI 公司的EVM 板上采用的是TPS54310，其精度可达1％，开关频率为280KHz~700KHz，采用TSOP 20 脚封装。在EVM 板上负载测量，其纹波小于20mV。但用户自行设计时，有三点需要引起注意：TPS54310 对于LC 电路的参数要求较高，较难购买到适用的磁鼓与电容；匹配网络较多，电路相对复杂，成本高；布线要求非常高。所以，要达到要求的设计指标非常困难，采用该方案实现难度较大。

　　系统电路设计方案
　　本设计采用开关电源芯片LT1767EMS8，其主要特性为：开关电流峰值1.5A；恒定1.25MHz开关频率；无须外部MOSFET ；2.7V~25V 宽输入范围；高达90%的高效率；1.2V 反馈基准电压；6mA低关闭电流；微型MSOP-8封装；有1.8V、2.5V、3.3V及5V四种固定输出型号及一种可调型号。
　　LT1767DMS8 各引脚如图2 所示。其中，BOOST 为内部三极管开关驱动端，为开关三极管提供驱动；SW 为开关电压输出端SHDN；为欠压保护引脚，当低于1.3V时关闭开关调节器，如不使用该功能可以直接悬空；FB为反馈端，用于调节输出端电压，对于固定输出型号，其调节电阻已内部集成输出可调型，调节电阻须外接；VC为误差放大器输出端及电流比较器的输入端，常用作频率补偿，接地时电压输出禁止；SYNC 为同步端，用于与外部时钟同步。