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适用于Altera MAX 10 FPGA的小型高效电源

发布时间:2017-08-19


您是否正在使用Altera™MAX®10 FPGA进行设计?若是这样,您可能是想要一种小型、高效和已验证过的电源解决方案,而无需投入大量思考或设计时间。电源设计应该简易、小巧,以适应印刷电路板(PCB)的小尺寸,且效率足够高、无需散热器或主导系统的热预算。最重要的是,电源必须工作。它必须满足FPGA的要求并在您的特定系统中运行。适用于高达125℃的Altera™MAX®10 FPGA的小型、高效、易于使用的电源参考设计是经过验证的设计,并提供具有工作波形和性能数据的详细设计指南,以及原理图、物料清单(BOM)和PCB布局,以便在系统中实现此设计。

参考设计支持MAX 10的双电源选项,并包含支持Instant-On功能的选项。电源支持带有TPS62480降压转换器的6-A VCC(内核)导轨,为VCCIO(双数据速率(DDR)存储器)和具有两个TPS62097降压转换器的VCCA(模拟)导轨分别提供2-A。这些特性使您能够充分利用FPGA的全面运行性能,而不受由任何电源限制导致的设计限制。该设计指南包含所有必要的数据和波形,以满足FPGA的功率要求。图1所示为具有满足5%调节要求的VCCA导轨的示例,其具有足够裕度(50%负载步长)。


图1:VCCA对50%负载阶跃的瞬态响应

既然电源已被证明支持FPGA,那么它的效率和尺寸如何?参考设计适用于PCB面积小于300 mm2的所有三条电源轨。虽然通过使用电源模块可以实现更小的尺寸,但对于需要三种不同电压的分立设计来讲,300 mm2的尺寸已足够小。

效率对于电源的全额定负载及满负荷而言都很重要,这可能会低于使用FPGA功能的电源额定电流。平稳效率曲线对于在各种负载电流下获得高效率很重要。总体而言,TIDA-01366在全负载电流下实现了89%的效率,更重要的是在半负载时实现了92%的效率。图2所示为VCC导轨的效率,其峰值达到了91%。图3所示为VCCA导轨的效率,其峰值达到了95%。


图2:5 V输入电压的VCC效率


图3:5 V输入电压的VCCA效率

高效率还支持在较高环境温度下运行。参考设计使用额定工作处于125℃的组件。此外,该设计包括一个温度警告标志,达到120℃时,会断言一个额外的安全层。若如此断言,系统将采取措施降低其功耗,例如降低FPGA的活动,或通过打开风扇来降低系统的温度。

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