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適用于Altera MAX10 FPGA的小型高效電源

2017-07-01

  您是否正在使用Altera?MAX?10 FPGA進行設計?若是這樣,您可能是想要一種小型、高效和已驗證過的電源解決方案,而無需投入大量思考或設計時間。電源設計應該簡易、小巧,以適應印刷電路板(PCB)的小尺寸,且效率足夠高、無需散熱器或主導系統的熱預算。最重要的是,電源必須工作。它必須滿足FPGA的要求并在您的特定系統中運行。適用于高達125℃的Altera?MAX?10 FPGA的小型、高效、易于使用的電源參考設計是經過驗證的設計,并提供具有工作波形和性能數據的詳細設計指南,以及原理圖、物料清單(BOM)和PCB布局,以便在系統中實現此設計。

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  參考設計支持MAX 10的雙電源選項,并包含支持Instant-On功能的選項。電源支持帶有TPS62480降壓轉換器的6-A VCC(內核)導軌,為VCCIO(雙數據速率(DDR)存儲器)和具有兩個TPS62097降壓轉換器的VCCA(模擬)導軌分別提供2-A。這些特性使您能夠充分利用FPGA的全面運行性能,而不受由任何電源限制導致的設計限制。該設計指南包含所有必要的數據和波形,以滿足FPGA的功率要求。圖1所示為具有滿足5%調節要求的VCCA導軌的示例,其具有足夠裕度(50%負載步長)。

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  圖1:VCCA對50%負載階躍的瞬態響應

  既然電源已被證明支持FPGA,那么它的效率和尺寸如何?參考設計適用于PCB面積小于300 mm2的所有三條電源軌。雖然通過使用電源模塊可以實現更小的尺寸,但對于需要三種不同電壓的分立設計來講,300 mm2的尺寸已足夠小。

  效率對于電源的全額定負載及滿負荷而言都很重要,這可能會低于使用FPGA功能的電源額定電流。平穩效率曲線對于在各種負載電流下獲得高效率很重要。總體而言,TIDA-01366在全負載電流下實現了89%的效率,更重要的是在半負載時實現了92%的效率。圖2所示為VCC導軌的效率,其峰值達到了91%。圖3所示為VCCA導軌的效率,其峰值達到了95%。

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  圖2:5 V輸入電壓的VCC效率

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  圖3:5 V輸入電壓的VCCA效率

  高效率還支持在較高環境溫度下運行。參考設計使用額定工作處于125℃的組件。此外,該設計包括一個溫度警告標志,達到120℃時,會斷言一個額外的安全層。若如此斷言,系統將采取措施降低其功耗,例如降低FPGA的活動,或通過打開風扇來降低系統的溫度。

  小巧、高效且經過驗證。在您的FPGA的電源參考設計中,您還需要什么?


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