面向Zynq IIoT应用电源解决方案参考设计解析

Xilinx Zynq-7000全可编程SoC器件自从面向市场以来受到了很大欢迎，被应用到很多系统设计当中，是针对各类系统设计问题的最智能化解决方案，无与伦比的集成、高性能和低功耗等优势。与此同时这也给电源模块的设计带来了很大考验，美国芯源系统有限公司(Monolithic Power Systems, 简称MPS)为此设计了一个电源模块。采用了6个MPS电压转换校准芯片，分别是3个MPM3630 3A转换器、1个MPM3610 1A转换器和2个LDO转换器。(图1 MPS公司设计的Zynq-7000 SoC电源模块)

该电源模块共有12个电压通道输出，输出的电源电压分别包括0.75V、1.0V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V，完全满足Zynq SoC器件的电源需求。

图2 MPS公司Zynq电源解决方案设计模块图

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除此之外，TI公司也专门定制了Zynq-7000电源模块，使用了多个LMZ3系列模块、多个LDO和一个DDR终端稳压器提供为FPGA供电时需要的所有电源，同时还具有一个用于加电和断电排序的LM3880。此电源模块还支持DDR3存储器件。重要的是此设计为模块设计方便调用。输入电源为12V，输出电流可高达3A，输出电压包括1V、1.2V、1.35V、1.5V、1.8V、2.5V、5V，也能够完全满足FPGA的使用。

图3 TI公司设计的Zynq-7000 SoC电源模块

该模块采用的电源管理器件包括：

LM3880：电源序列发生器

LMZ31503：采用QFN封装具有4.5V-14.5V输入的3A SIMPLE SWITCHER电源模块

LMZ31520：20A SIMPLE SWITCHER电源模块

LP2998：DDR3终端稳压器

TPS560200：SOT23 封装的 4.5V 至 17V 输入、500mA 同步降压转换器

TPS7A3501DRV：正电压、低噪声(3.8?VRMS) LDO，可为 1A 负载供电，非常适合无噪声电源解决方案。