高效能的嵌入式系统电源电路设计一般比较复杂,设计人员在设计独特的多重电压级时需满足精准的电压、电流、纹波、噪声滤波、同步化、软启动和电源分隔等要求。本文根据硬件设计大侠在一些嵌入式系统电源电路设计技巧,整理出嵌入式系统电源设计秘籍,9大电压转换诀窍!奉献给EEPW网友们,在嵌入式电源电路的设计中好好把握,也让大家节省设计所需的宝贵时间。
1.高瞻远瞩,需细思量:FPGA系统,DSP系统,包括现在风头正劲的ARM为主的32位微处理器嵌入式系统都是多电源低电压供电。此外,对于采用电池供电的便携式嵌入式系统的电源来说,还要有电源管理的考虑。
嵌入式系统电源设计的好坏直接决定了系统设计的成败。出现电源设计问题的原因一方面是由于设计者硬件设计经验不足;另一方面是集成稳压芯片品种繁多、手册说明不规范,特别是有些厂商LDO,以及DC-DC转换器的说明使用,让人似懂非懂。
2.知己知彼,掌握秘籍:
嵌入式系统电源一般有这么几种类型的电源引脚:用于向内核供电,一般为3.3V,1.8V;分别给PLL、振荡器、复位电路,包括ADC部分供电,一般为3.3V,2.5V,2.0V,1.8V,1.5V,1.2V等;分别用于给外设I/O口线、USB收发器以及外部总线接口I/O口线供电,一般为3.3V,2.5V,1.8V等。系统的键盘、显示电路的供电电压需要+5V电源。通过对整个控制系统的控制要求和性能进行分析,一般系统的负载电流大约为3A以上,一般的系统需要使用至少3组以上的电源供电。
随着尺寸的减小,晶体管击穿电压变得更低,最终,当击穿电压低于电源电压时,就要求减小电源电压。因此,随着速度的提高和复杂程度的上升,对于高密度器件而言,不可避免的后果就是电源电压将从5V降至3.3V,甚至1.8V,1.2V等。
因此,作为系统电源设计人员,面临着连接5V和3.3V,1.8V等电压转换的的任务。这个任务不仅包括逻辑电平转换,同时还包括为3.3V系统供电、转换模拟信号使之跨越1.2V/1.8V/3.3V/5V的障碍。
秘籍:看懂下面的图1,神马多嵌入式电源电压转换就是浮云!
图1:不同电压电平转换的阀值
图1显示了不同电源电压和器件技术的阈值电平。为了成功连接两个器件,必须符合以下要求:
①.驱动器的VOH必须高于接收器的VIH。
②.驱动器的VOL必须低于接收器的VIL。
③.驱动器的输出电压不得超过接收器的I/O电压容差。
3.九大诀窍,分而治之:
①5V至3.3V转换完全可以用LDO稳压器解决
如果电