原创 实时控制处理器的电源

在电池供电设备中，电源管理是关键，微处理器可以调整其内核电压，使之与增加或减小的时钟速度相对应，在需要时提供全部处理能源，而在空闲时不浪费过多电能。图1电路示出了嵌入式处理器通过简单的降压转换器和廉价的数字电位器来控制自己的电源电压。
　　在这一应用系统中， ADSP-BF531型 Blackfin嵌入式处理器通过I2C接口调整 AD5258型数字电位器IC₂的动能点设置。IC₂ 又控制ADP3051型电流型PWM降压转换器IC₁的输出，IC₁在低至0.8 V电压下提供高达 500 mA 电流。当IC₁输出处于稳压状态时，IC₁ 的反馈输入端稳定在0.8V。IC₂和R₂组成一个分压器。
　　ADSP-BF531有几个设计要求：其内核电源电压的精度必须保持在±25mV以内，在0.8V~1.2V电源电压范围内的调节分辨率为每档50 mV。另外，该处理器起动时需要1.2V电源电压，以使时钟初始化。最后，在软件出现低频干扰时电源控制器必须防止输出电压超过1.2V。
　　数字电位器通常给出高度可变的绝对电阻值，但可以准确地设定其内部电阻比率。在本设计中，AD5258的内部电阻与一只外接电阻一起组成分压器，用以设定输出电压。为提高 ADP3051的输出电压精度，ADSP-BF531使用一种简单算法计算出代表额定工作电压的最大阻值，并通过I2C 接口使之存储在AD5258型的非易失存储器中。

AD5258接一只外部电阻具有硬件保护作用，可防止输出电压超过1.2V。如果将 AD5258 设定为零电阻，则由此产生的输出电压为 0.8V×(0Ω+10 kΩ)/10 kΩ=0.8V。如果设定为 5 kΩ 最大电阻，则输出电压为 0.8V×(5 kΩ+10 kΩ)/10 kΩ=1.2V。当嵌入式处理器通过 I₂C 接口命令 AD5258 将内核电压从 0.8 V 升至 1.2V 时，IC₁的输出电压在40ms内呈单调递增（图 2）。