微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 研发问答 > 硬件电路设计 > TI电源管理交流 > 关于TPS54620给FPGA供电的问题

关于TPS54620给FPGA供电的问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

您好,

我使用TPS54620给Virtex-5供电,具体做法是,先将9V通过TPS54620转换成5V3A,然后使用这个5V3A给其余四个tps54620供电,分别得到3.3V3A,2.5V3A,1.8V3A,1.0V3A,电路中的电阻电容电感都是使用SwitcherPro中的值。layout也是按照Datasheet中的要求话的。电路图如下

现在的问题是:L1特别烫,发热很严重。另外我用3.3uH的时候,在几秒钟内电感就烧红了。可是电感只是跟电流纹波相关呀,怎么会发热那么严重。

请问我改变L1的值,将其加大,是否会改变发热现象?

如果改变L1的值,是否C3的值也随之改变?

谢谢

你好,请问你的电感额定电流是多少?电感感值的设计是只和纹波电流有关,但实际的电感和材质有关。比如铁硅铝的材质饱和磁感应强度比较高,但由于磁导率较低,所以需要较多匝数的线圈才能获得想要的电感。铁氧体的饱和磁感应强度较低,但磁导率高,可以通过加气隙的方法防止饱和。

你好,你后级四路输出总功率P=(3.3+2.5+1.8+1)*3.3=25.8W,而你前级一路TPS54620的输出只有5*3=15W,已经严重过载,这样设计是不合理的。你可以用四片TPS54620分别转成3.3V,2.5V,1.8V和1V。

另外,正如Martin所说,电感量只是电感的基本参数之一,在选择电感时还要考虑磁芯材质,另外需要关心的是电感的峰值电流和有效值电流,对buck而言,要保证电感的有效值电流大于输出电流,电感峰值电流也要小于所选择电感的峰值电流,保证电感不会饱和。

楼主,同意楼上的分析,电感饱和了。

谢谢您的回复。

对于这个设计,我的确没有注意到过载这一点。不过我想问的是在实际的应用中,就像FPGA,即使满负载运行电流也很难达到3A,所以应该能使用的吧?

还有,我在测试的时候是把后面四个TPS54620的EN都拉低了,前一级的TPS54620输出后只提供后面四个54620的vin和Pvin,这样前一级的TPS54620输出的电流就应该很小才对,不应该达到3A是吧?还有,我购买的电感商家帮我弄错了,额定电流只有100mA,如果输出电流很小的话,虽然电感只有100mA左右的额定电流,应该也不会烧坏电感吧?

第三个问题:对于一般的FPGA电源设计,我见到过两种设计方案:①是外电源分别通过四个TPS54620芯片,分别输出 3.3V 3A,2.5V 3A,1.8V 3A,1.0V 3A;②是外电源通过一个54620输出3.3V 3A,然后再通过这个3.3V 3A和另外的54620输出2.5V 3A,就像级联一样。请问这两种方法哪种更好?跟器件的那些因素有关?按照我的理解是第②种,54620的功耗会更大,发热更严重,因为不仅来自于后续级联54620的功率,还有其供电的器件的功率,是不是这样呢?

对于TPS器件,当输出相同时,VIN是较高比较好还是交底比较好?会不会跟电源芯片的转化效率有关?

Hi

   在不确认具体功率的情况下不建议前面增加一级转换,直接用4个芯片做就不存在这个问题。

  

Hi
    作为降压芯片,压差越大或许是效率越低,但是做2级转换的效率也是比单级转换的效率低的,所以即便在这个转换中,你减小了转换的压差,但是用为用到2级转换,所得到的效率其实更加低了。

Hi,你说满负载运行电流也很难达到3A,但是还是会有可能达到3A,一旦后面总的瞬时功率超出前级能提供的,那么第一级TPS54620就会进入过流保护。那么你后面一级的四片TPS54620工作肯定会受到影响。最好的做法就是按楼上所说,用四路隔离开来分别降压,保证每一路都可以达到最大电流,相互之间不会干扰。

电感最重要的是要考虑饱和问题,一旦流过电感的电流超过了电感允许的最大电流,电感进入饱和,此时电感就相当于导线,起不到阻碍电流变化的效果,在MOS管开通时,就相当于输入和输出直通了。buck的电感峰值电流是输出电流加上一定的纹波电流,你选的电感额定电流100mA是否够用,如果你后级输出电流很小,或者空载,确实不会有太大问题,但是你这种设计,稍微加载,电感就会饱和。还是按照你计算出来的峰值电流去选取合适的电感吧。

第三个问题,其实两种方案都可以的,只是两个方案考虑的出发点不同。如果你的前级供电电压比较高(比如大于10V),那么为了节省空间和成本,你可以先用一级buck将高压降到3.3V,再去转换,那么你后面的四路buck输入需要承受的电压应力就小很多,你可以选择6.3V或者10V耐压的电容,否则你直接使用4路buck去做,那么每一路的输入电容可能需要的耐压值要达到25V或者35V,成本就会增加。而如果输入电压不高,那么 建议直接使用4路buck去解决,就像楼上说的一样,每一个buck都会有一个效率,级联效率是各级效率的乘积。不过是一级效率更高还是多级效率更高,这个不能笼统去说。对于buck而言,确实是输入输出压差越小,效率越高,但是压差与效率不是线性关系,所以哪种效率更高,测试数据更有说服力。如果楼主有资源,可以两种方案都试一下,对比一下哪种效率更高。

至于最后一个问题,当输出相同时,VIN低的时候,效率会高些。应该说是电源的效率与输入输出压差有关,不过输入还与芯片内部MOS管的耐压值有关,也关系到输入电容耐压值的选取,输入电容的耐压关系到你的成本了。

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top