?適用于Altera?MAX?10 FPGA的小型高效電源

您是否正在使用Altera?MAX?10 FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)？若是這樣，您可能是想要一種小型、高效和已驗(yàn)證過(guò)的電源解決方案，而無(wú)需投入大量思考或設(shè)計(jì)時(shí)間。電源設(shè)計(jì)應(yīng)該簡(jiǎn)易、小巧，以適應(yīng)印刷電路板（PCB）的小尺寸，且效率足夠高、無(wú)需散熱器或主導(dǎo)系統(tǒng)的熱預(yù)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(tǒng)中運(yùn)行。適用于高達(dá)125℃的Altera?MAX?10 FPGA的小型、高效、易于使用的電源參考設(shè)計(jì)是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，并提供具有工作波形和性能數(shù)據(jù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)指南，以及原理圖、物料清單（BOM）和PCB布局，以便在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)。

參考設(shè)計(jì)支持MAX 10的雙電源選項(xiàng)，并包含支持Instant-On功能的選項(xiàng)。電源支持帶有TPS62480降壓轉(zhuǎn)換器的6-A VCC（內(nèi)核）導(dǎo)軌，為VCCIO（雙數(shù)據(jù)速率（DDR）存儲(chǔ)器）和具有兩個(gè)TPS62097降壓轉(zhuǎn)換器的VCCA（模擬）導(dǎo)軌分別提供2-A。這些特性使您能夠充分利用FPGA的全面運(yùn)行性能，而不受由任何電源限制導(dǎo)致的設(shè)計(jì)限制。該設(shè)計(jì)指南包含所有必要的數(shù)據(jù)和波形，以滿足FPGA的功率要求。圖1所示為具有滿足5％調(diào)節(jié)要求的VCCA導(dǎo)軌的示例，其具有足夠裕度（50％負(fù)載步長(zhǎng)）。

圖1：VCCA對(duì)50％負(fù)載階躍的瞬態(tài)響應(yīng)

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(shè)計(jì)適用于PCB面積小于300 mm2的所有三條電源軌。雖然通過(guò)使用電源模塊可以實(shí)現(xiàn)更小的尺寸，但對(duì)于需要三種不同電壓的分立設(shè)計(jì)來(lái)講，300 mm2的尺寸已足夠小。

效率對(duì)于電源的全額定負(fù)載及滿負(fù)荷而言都很重要，這可能會(huì)低于使用FPGA功能的電源額定電流。平穩(wěn)效率曲線對(duì)于在各種負(fù)載電流下獲得高效率很重要?？傮w而言，TIDA-01366在全負(fù)載電流下實(shí)現(xiàn)了89％的效率，更重要的是在半負(fù)載時(shí)實(shí)現(xiàn)了92％的效率。圖2所示為VCC導(dǎo)軌的效率，其峰值達(dá)到了91％。圖3所示為VCCA導(dǎo)軌的效率，其峰值達(dá)到了95％。

圖2：5 V輸入電壓的VCC效率

圖3：5 V輸入電壓的VCCA效率

高效率還支持在較高環(huán)境溫度下運(yùn)行。參考設(shè)計(jì)使用額定工作處于125℃的組件。此外，該設(shè)計(jì)包括一個(gè)溫度警告標(biāo)志，達(dá)到120℃時(shí)，會(huì)斷言一個(gè)額外的安全層。若如此斷言，系統(tǒng)將采取措施降低其功耗，例如降低FPGA的活動(dòng)，或通過(guò)打開(kāi)風(fēng)扇來(lái)降低系統(tǒng)的溫度。