MCU需要內核、參考、通用3種電源,每種電源的性能參數各不相同。為了穩定運行,這些電源必須滿足三個條件:負載瞬態波動低,紋波抑制比高,功耗低。其中,內核電源最為嬌貴,這個電壓大約1.0-1.2V,傾向于不斷降低,有望在未來達到0.8-1.2V左右,以滿足智能手機、平板電腦等智能終端不斷發展的小型化、輕量化和低能耗需求。
MCU供電電源系統
內核電源最大挑戰是提供一個穩定的低壓,消除來自PMIC和DC-DC轉換器等器件的開關噪聲,而且具有較高的紋波抑制比。由于MCU本身會發熱,內核電源必須低功耗,以減少MCU對周邊的影響,這可通過采用新型LDO來實現。例如,采用TCR5BM/8BM系列低功耗LDO的電源,輸入電壓可達2.5V或以上,VOUT為1.4V或以上。
當然,這里還有一個外部因素,就是輸入電壓的電源必須盡可能穩定,否則其噪聲會顯著影響這個LDO驅動電路的輸出電壓,使MCU承受較大風險甚至損壞。
用小外形低功耗LDO的MCU電源電路
芯齊齊BOM分析
芯齊齊BOM分析工具顯示,TCR5BM/8BM是東芝公司的小外形低功耗LDO,可提供低至0.8V或高至3.6V的VOUT,可將導致功率損耗的罪魁禍——壓差降低至業界最低壓差水平。其中,
TCR5BM支持低至100mV的壓差和最高達500mA的輸出電流,而TCR8BM系列支持低至170mV的壓差和最高達800mA的輸出電流。這些表貼LDO具有98dB(典型值)波紋抑制比,具有快速負載瞬態響應,以避免發生由IC操作模式迅速切換引起的故障。
采用TCR5BM/8BM的MCU內核電源BOM
電路中的電容器不可小看,建議選擇ESR不大于1.0Ω的瓷介電容器,選型時要考慮工作環境。為了穩定工作,要在VIN引腳連接一個 1μF或者更大一些的電容器,在VBIAS引腳連接一個不小于0.1μF電容器,在VOUT引腳連接一個不小于2.2μF的電容器。
PCB布線考慮
MCU內核電源PCB布線非常關鍵,即使考慮了一些可能的振蕩問題,例如內置相位補償電容,布線產生的電容和電感依然可能引起振蕩,這需要優化PCB布線圖案。其次,還要特別注意走線路徑,保證這些阻抗不會影響LDO的內部電路。VBIAS的走線也不宜太長,否則就容易引起噪聲。
還有一些常規注意事項,例如VIN和GND兩個引腳不能形成環路,走線寬度盡可能大以減小PCB布線阻抗等。
審核編輯:湯梓紅
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