【我的WEBENCH得意之作】CPU电源的设计

dontium

【我的WEBENCH得意之作】CPU电源的设计 [复制链接]

一、设计目的

对于数字电路的电源，标称值曾为5V，现在仍然沿用。在很多设备的电源中，5V是少不了的电源。单片机进入本世纪后，３.3V成为常用“标称”电压，并且，为了进一步降低功耗，开发了2.2V、1.8V、1.2V电压等的内核。

在这种情况下，如果使用如果使用线性稳压电源，将5V降为所需电压，那么，原本为了降低功耗的低压内核的应用就失去了意义。所以，使用开关稳压电源，将是最恰当的方案。

效率比较（5V电压作为供电电源）：

输出电压	3.3V	2.5V	1.5V
线性稳压效率（%）	66	50	30

由此可见，使用开关稳压电源，将对系统功耗的降低有很大益处。

二、器件选择

一般用于控制的低档单片机，其耗电从几毫安到数十毫安；对于中档单片机，耗电一般在200mA以下；再高档一些的芯片，电流虽然大了一些，但仔细观察会发现，它们都会将IO口电源、内核电源分开提供。

对于以上现象，并考虑到留一定余量，选择200mA左右是比较恰当的。相对应TI的开关电源芯片有很多，如LM3670、LMR10515、TPS62200等很多适宜芯片。这里因手里有TPS62200这款，它的开关频率达1.25MHz，可以有更小体积的电感。因此用它来设计CPU电源。

三、手工设计与WEBENCH设计的比较

对于电路拓朴及元件参数，按照TPS62200手册中那样设计，如手册第13页中介绍。但计算过程复杂，容易出现计算错误，随放弃之。

1、对于WEBENCH，有对应的TPS62200器件，并且在该器件页面可以直接进入WEBENCH设计。

查看详情

2、在这里，填入相应的参数，点“Open Design”.

3、进入WEBENCH后，可以修改电路图及电路参数，对电路的设计进行仿真等，相关问题可参见WEBENCH说明或此类帖子。此问题从略。这里给出设计的电路图：

4、Exprot

此方法可以输出设计文件，如PCB、原理图。

输出格式中，没有可以用PDS直接打开的文件格式，可以参照上一篇文章中的方法将其它格式文件导入。

这是PADS打开的电路图文件：

5、实物：

经查看，这个设计没有PCB文件。因为它的电路很简单，自己画PCB也不用费太大的事。这是画的PCB文件：

这是铺地后的效果：

这是仅作电源试验用的安装上元件后的PCB板：

今天把它的设计过程帖上来，明天再把测试结果放上来

-----------------------待续

dontium

本帖最后由 dontium 于 2015-6-21 20:50 编辑

今天在做测试，更改了输出电压，同时在3.3V、1.2V输出，不同负载情况下的波纹情况，并保存了波形。

可悲的是，我使用的是16G的U盘，原来制作成可启动的。当我存储后在电脑上打开它时，没有发现原来存储的波形文件，我的启动盘也不能启动了。

在使用RIGOL 1102时，还发现个问题：我在调出机器内部的波形后，在这个界面插入了U盘，------ 示波器死机了！！

6、测试波形

后来又测量的波形，只在3.3V下的结果：

7、总结体会

（1） WEBENCH设计速度快，不需要作计算、验证等，结果准确无误，只需要将条件或要求填入对应框内，点击“打开设计”一键完成。非常方便。

不仅如此，WEBENCH还提供了各种输出文件，可以将整个文件以PDF形式输出存档；可以提供EDA文件（电路图、PCB）以加入整个电路设计中，

给设计带来极大的方便。

（2）、WEBENCH设计的电路合理，参数适当、性能高超。按WEBENCH设计的结果，除特别特殊的情况需要作小的修改外，基本不需要作任何修改即可直接使用设计结果。按照设计中提供的BOM组装后，性能完全达到设计要求。

而且，它提供了仿真等功能，更直观地掌握设计情况。

（3）TPS62200这颗IC在设计时，如果输出2V以下，则很正常，如果按3.3V输出设计，会出现这样的提示：

说明它的相位余度不够，可能会出现不稳定现象。

在实际调试时，确实存在这种现象。就分压电阻的选取，实验时曾让其输出1.2V，结果波纹非常小，性能非常好， -----测试的图片因为没有存在好而丢失 --遗憾！

在3.3V输出调试时，曾出现有低频波纹，这个小组纹较大，频率约数KHz，对输出滤波电容、反馈电容调试，最后达到稳定输出。