POL电源设计技术和参考设计
由于更高的集成度、更快的处理器运行速度以及更小的特征尺寸，内核及I/O电压的负载点(POL)处理器电源设计变得越来越具挑战性。处理器技术的发展必须和POL电源设计技术相匹配。5年或10年以前使用的电源管理解决方案，对于当今的高性能处理器而言，可能不再那么行之有效了。因此，当我们为TI的DaVinci数字信号处理器 (DSP)进行POL电源解决方案设计时，对基本电源技术的充分了解可以帮助我们克服许多设计困难。本文将对一系列适用于该DaVinci处理器的电源去耦、浪涌电流、稳压精度和排序技术进行讨论。我们将以使用了 TI 电源管理产品的一个电源管理参考设计为例来提供对这些论述的支持。
能量之源——大型旁路去耦电容
处理器所使用的全部电流除了由电源本身提供以外，处理器旁路和一些电源的大型电容也是提供电流的重要来源。当处理器的任务级别(level of activity)急剧变化而出现陡峭的负载瞬态时，首先由一些本地旁路电容提供瞬时电流——这种电容通常为小型陶瓷电容，其可以对负载的变化快速响应。随着处理速度的增加，对于更多能量存储旁路电容的需求变得更为重要。另一个能量来源是电源的大型电容。为了避免出现稳定性问题，必须注意一定要确保电源的稳定性，并且可以利用添加的旁路电容正确地启动。因此，我们要保证对电源反馈回路的补偿以适应额外的旁路电容。电源评估板 (EVM) 在试验台上可能非常有效，但在负载附近添加了许多旁路电容的情况下其性能可能会发生变化。
作为一个经验法则，我们可以通过尽可能近的在处理器功率引脚处放置多个0603或0402电容（60用于内核电压，而30用于DM6443的I/O电压），从而将DaVinci电源电压从系统噪声中完全去耦。更小型的0402电容是较好的选择，因为其寄生电感较低。较小的电容值（例如，560pF）应该最为接近功率引脚，其距离仅为1.25cm。其次，最为接近功率引脚的是中型旁路电容（例如，220nF）。建议每个电源至少要使用8个小型电容和8个中型电容，并且应紧挨着BGA过孔安装（占用内部BGA空间，或者至少应在外部角落处）。在更远一点的地方，可以安装一些较大的大型电容，但也应该尽可能地靠近处理器。
浪涌电流
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