應用於紅外熱像儀的TMS320DM6437電源設計
發布時間:2015-07-07 責任編輯:tomruanduo
【導讀】紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)利(li)用(yong)紅(hong)外(wai)探(tan)測(ce)器(qi)和(he)光(guang)學(xue)成(cheng)像(xiang)物(wu)鏡(jing)接(jie)受(shou)被(bei)測(ce)目(mu)標(biao)的(de)紅(hong)外(wai)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang)分(fen)布(bu)圖(tu)形(xing)反(fan)映(ying)到(dao)紅(hong)外(wai)探(tan)測(ce)器(qi)的(de)光(guang)敏(min)元(yuan)件(jian)上(shang),從(cong)而(er)獲(huo)得(de)紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)圖(tu)。由(you)於(yu)紅(hong)外(wai)設(she)備(bei)熱(re)敏(min)性(xing)高(gao),易(yi)受(shou)溫(wen)度(du)等(deng)環(huan)境(jing)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang),因(yin)此(ci)一(yi)個(ge)穩(wen)定(ding)而(er)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。那(na)麼(me)TMS320DM6437是否可以達到這一目標呢?
根據TMS320DM6437的數據手冊,其需要VCORE (1.2V)、VDDR(1.8V)和VI/O(3.3V)三種電源,內核電源的最大電流為597mA,而I/O電源的最大工作電流是25mA。另外,還需考慮上電順序。同時,熱像儀的調焦電機需12V電源,其他IC選用3.3V器件,因此,整個係統需12V,3.3V,1.8V及1.2V四種電壓。
電源係統設計
TPS54350是具有內部MOSFET的高效 DC/DC轉換器,連續輸出電流為3 A時,支持輸入電壓範圍為4.5~20V,可使設計人員直接通過中壓總線(而非依賴額外的低電壓總線)為DSP、FPGA和微處理器供電。TPS54350構成的DC/DC轉換器效率高達90%以上,非常適用於低功耗的液晶顯示屏、監視器、液晶電視機、硬盤驅動器、視頻圖像卡以及9V或12V牆式適配器的負載穩壓裝置。TPS54350的輸出電壓可調低至0.891V(精確度為1%);PWM 頻率固定為250kHz、500kHz或250~700kHz的可調節範圍,還具有完善的保護功能。因此,TPS54350符合係統設計要求。
1 TPS54350引腳功能
VIN:電壓輸入引腳,範圍為4.5~20V,必須旁路連接一個低等效串聯電阻(ESR)的10μF陶瓷電容器。
UVLO:欠壓閉鎖輸出。
PWRGD:開漏輸出。該引腳為低電平時,表示輸出低於期望的輸出電壓值。
RT:頻率設置引腳。在RT引腳與模擬地(AGND)之間接一個電阻器來設置轉換頻率。將RT引腳與地連接或是懸空,可以來得到一個內部的備選頻率。
SYNC:雙向I/O同步引腳,當RT引腳懸空或置低時,SYNC為輸出;當它與一個下降沿信號連接時,亦可作為一個輸入端口來同步係統時鍾。
ENA:使能引腳,低於0.5V時,芯片停止工作;懸空時被使能。
COMP:誤差放大器輸出。
VSENSE:誤差放大器轉換節點,基準電壓值。
AGND:模擬地,內部與感應模擬地電路連接。與PGND和PowerPAD連接。
PGND:電源地,與AGND和POWERPAD連接。
VBIAS:內部8.0V偏置電壓,引腳要接一個0.1μF的陶瓷電容。
PH:相位,與外部LC濾波器連接;
BOOT:在BOOT引腳與PH引腳之間連接一個0.1μF的陶瓷電容。
2 電路分析
① 輸出電壓可調
TPS54350的輸出電壓是可調的,如圖1所示,通過改變電阻R2 的值來得到期望的輸出電壓值。R2的計算公式為:R2=(R1×0.891)/(V0-0.891) (1)
圖1中的輸入電壓為12V,為得到3.3V的輸出電壓,將R1取一定值1kΩ,此時根據公式(1)計算可得,R2=374Ω。

圖1 12V轉3.3V/1.8V典型電路
表1為當R1為10kΩ時,幾種輸出電壓下R2的推薦值。

同理,要得到1.8V的輸出電壓,將R12取1kΩ,則R7應為976Ω。
根據以上設計我們可以得知,TMS320DM6437來實現電源係統,可根據環境的變化而采用不同的算法和參數,從而使紅外熱像儀穩定。
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