当前位置:首页 > 电源 > 电源
[导读]多年来,多相 DC/DC 转换器为服务器、手机、平板电脑和 PC 中的多核处理器供电。今天的现代现场可编程门阵列 (FPGA) 现在集成了多核处理器,例如具有ARM双核 Cortex-A9 处理器的Xilinx Zynq-7000 系列。随着多核处理器扩展到 FPGA、工业和汽车应用,多相 DC/DC 转换器的使用继续增长,因为它能够满足尺寸和热限制。

多年来,多相 DC/DC 转换器为服务器、手机、平板电脑和 PC 中的多核处理器供电。今天的现代现场可编程门阵列 (FPGA) 现在集成了多核处理器,例如具有ARM双核 Cortex-A9 处理器的Xilinx Zynq-7000 系列。随着多核处理器扩展到 FPGA、工业和汽车应用,多相 DC/DC 转换器的使用继续增长,因为它能够满足尺寸和热限制。

多相转换器在为多种应用中的多核处理器和 FPGA 供电方面具有许多优势,因为它们具有降低的功率损耗、低输出纹波和快速的瞬态响应。为了更好地理解这些优势,让我们回顾一下 Xilinx® Zynq®7000 系列 5W 小型、高效、低噪声电源解决方案参考设计 (TIDA-00574),它演示了LP8758-B0如何多相转换器可为具有有效排序的工业设计提供低纹波、紧凑型解决方案尺寸的 FPGA 电源解决方案(参见图 1)。

LP8758专为满足最新应用处理器的电源管理要求而设计,这些应用处理器适用于手机和类似便携式应用。该器件包含4个降压直流/直流转换器内核,它们一起捆绑在单个四相降压转换器中。该器件通过I²C兼容串行接口进行控制。
自动PWM-PFM(AUTO模式)操作搭配自动相位增加/减少操作,可在较宽输出电流范围内以最大限度提高效率。LP8758支持远程差分电压感测,可补偿稳压器输出与负载点之间的IR压降(IR drop),从而提高输出电压的精度。
LP8758支持可编程启动和关断延迟与使能信号同步。
该器件的保护功能包括短路保护、电流限制、输入电源欠压锁定(UVLO)以及过热警告和关断功能。该器件还具有一些错误标志,用于提供自身的状态信息。此外,LP8758器件无需添加外部电流感测电阻即可支持负载电流测量。在器件启动和电压变化期间,器件会对转换率加以控制,以便最大限度减少输出电压过冲和浪涌电流。

该参考设计通过提供满足多个 5W Zynq FPGA 功率要求的经过验证的设计和布局,有助于改进工程师的设计周期。选择最小的组件以最大限度地减少使用的电路板空间,同时仍提供为 FPGA 供电轨供电所需的性能。

 

1:Xilinx Zynq 5W 小解决方案尺寸电源设计

在本设计中,3A 降压转换器模块LMZ31503支持从 12V 中间轨进行转换,同时在负载范围内提供小尺寸、2.8mm 高度和良好效率。LMZ31503模块具有集成电感器和只有一个输入和输出电容器。LP8758 -B0配置为允许多个输出轨来支持 Zynq 的电源要求。对于这款 FPGA 的最低电源轨,该设计使用微型LP5907低压差稳压器 (LDO),采用市场上最小的 0.65mm x 0.65mm 封装,具有用于对电源轨进行排序的使能引脚。

LP8758-B0的高开关频率 允许使用 2010 或 2016 尺寸、1mm 高度的电感器实现约 67mm² 的整体解决方案尺寸。这种紧凑的设计允许负载点电容器放置在非常靠近 FPGA 电源引脚的位置,以满足小于 30m 的所需电源纹波(参见表 1)LP8758 评估模块 (EVM) 还可以选择添加多个负载点电容器以优化瞬态性能。

 

1. Xilinx XC7Z015 收发器电压电源要求。

多输出LP8758-B0提供集成 FET、低物料清单并因其效率而具有有效的热性能,如图 2 所示LP8758-B0能够使用多个 EN 输入进行排序,这意味着外部排序器如不需要LM3880 。在最大功耗下,LP8758 的最高温度仅为 49°C。由于能够保持低温,TIDA-00574设计将是稳健的,并为空间受限应用中的 FPGA 供电提供可靠性。

 

2:请参阅LMZ31503效率、LP8758效率曲线图,用于 2.5V、1.8V、1.2V、1.0V 输出在不同负载电流、布局面积和设计热图像上

该设计只是使用多相 DC/DC 转换器提供低纹波、快速瞬态和紧凑的电路板空间来为 FPGA 或处理器供电的众多方法之一。



本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

车载DCDC电源作为电动汽车的能量转换装置,其性能好坏关系着电动汽车是否能够安全稳定运行。由于电动汽车运行环境的特殊性,对车载电源的高频化、高效率和小型化要求更高,而利用模拟电路控制车载电源有太多的局限性,因此简单可靠、...

关键字: DCDC 电源 电动汽车

许多照明应用需要提供直流控制、高效率、脉宽调制 (PWM) 调光、电压保护和设计简单性的 LED 背光驱动器解决方案。驱动器拓扑主要分为三大类:线性稳压器、电荷泵和开关。DC/DC 转换器基于一系列保证高效率的拓扑结构,...

关键字: 智能照明设计 DCDC

这几天准备测试DCDC电源的时候,发现没有负载,想着要不买一个看看,淘宝搜了一下,看到网上好多都是给电池放电,测试放电曲线用的,价格呢也不是很便宜。想起以前在ADI的官方教程电源大师课中有设计好的负载demo板,立即便下...

关键字: DCDC MOSFET 驱动电路

理想情况下,我们在聊电路原理以及EMI等问题的时候,不会去考虑MOS管死区时间、开关速度,电感交直流阻抗,电容ESR/ESL,二极管的开关导通损耗以及Buck芯片的耗电,但这就是损耗的主要来源,此处由于开源电源的低频特性...

关键字: 电路 Buck电路 DCDC

上一节带大家了解了一下BUCK电路的反馈电阻和自举电容的问题,从原理上分析了下组成BUCK电路的各个元器件的作用。又有人问了,面试中经常被问到BUCK的功率电感怎么选型?电感的哪些参数是选型时需要注意的呢?如果同一个BU...

关键字: BUCK DCDC 自谐振频率

英飞凌推出 LITIX Power 双通道 DC/DC 控制器,无需额外的微控制器即可驱动 LED 前照灯。 Infineon Technologies AG通过双通道独立 DC/DC 控制器扩展了其LITIX Pow...

关键字: DCDC MOSFET

本文介绍了在车载OBC,高压转电压DCDC应用中宇宙辐射对高压功率半导体器件可靠性的影响,评估。

关键字: OBC DCDC 宇宙辐射 FIT

电流模式控制(CMC)是一种非常流行的直流-直流转换器回路架构,这是有充分理由的。简单的操作和动态可以实现,即使有两个循环,一个宽带电流循环潜伏在一个外部电压回路内,是必需的。峰值,山谷,平均,滞后,常数准时,常数关闭时...

关键字: 电流模式控制(CMC) DCDC

现代汽车中有许多电源。越来越多的电子电路需要自己的电源,这给设计人员带来了功耗和成本障碍。新的安全功能、更多的信息娱乐选项、额外的驾驶员辅助系统等需要额外的电子设备。这些新电路的成本增加了研发工作和汽车价格。这些新电路的...

关键字: 汽车电源 DCDC

BD7F205EFJ-C是一种无光耦合器的隔离反弹射转换器。不需要光耦或变压器辅助绕组的反馈电路,从而减少设定件。此外,采用原始适应的接通时间控制技术可以实现快速负载响应。此外,各种保护功能实现了高可靠性隔离电源应用的设...

关键字: 隔离式反变频器 DCDC
关闭