FPGA系统的供电要求和最新DC/DC稳压器解决方案

新一代DC/DC系统：μModule稳压器

凌力尔特公司完整的开关模式DC/DC系统包括片上MOSFET、电感、电容、DC/DC控制器和补偿电路，类似一个表面贴IC，走线简单，只需几个大容量电容和一个电阻来设置输出电压。这个DC/DC系统可以预组装，并已考虑到了合理的布线和封装，以实现最佳的电气和热性能。DC/DC开关模式架构采用电流模式，其快速的瞬态响应特性有助于最大限度地减小所需的输出电容。这个DC/DC系统与外部时钟同步，因此多个系统可以并联起来以提供大电流，同时最大程度地减小开关噪声干扰和输出纹波噪声。这些新型DC/DC稳压器采用微小、轻型的表面贴封装，以使电路板组装更紧凑、更简单。封装的高度很低，以便于空气在该系统和有关IC的上方流动。

凌力尔特公司将这个新一代的DC/DC系统称作μModule稳压器。μModule稳压器包含一系列器件，输出电流范围为6A至12A、输入电压为4.5V至28V、输出电压为0.6V至5V。有些功能丰富的μModule稳压器还具有跟踪等功能，这样具有多个电源轨的FPGA系统可实现正确的上电和断电。它的电感也进行了屏蔽，能最大限度地减小EMI。由于μModule稳压器具有余量功能，所以系统设计工程师可以准确地调节电压，除了在组装和测试期间提高产量外，还可以提高FPGA和系统其它部分的性能。

图1采用LTM4601、4层PCB设计的四输出103W μModule DC/DC系统。这个解决方案利用8V至16V中间总线输入产生4种输出：1.5V/12A、1.8V/12A、2.5V/12A和3.3V/10A。图2是简化的方框图。4个LTM4601单元的相位锁定到四输出、四相振荡器LTC6902上，LTC6902产生90o交错的时钟信号以减小噪声和纹波。图3给出了这个简单、紧凑的解决方案的效率。特别值得一提的是，该解决方案无需散热器。

图2：图1电路中的每个输出的效率。

本文小结

凌力尔特公司在DC/DC稳压器架构和封装方面的创新使新一代负载点解决方案能够满足FPGA系统更严格的要求。μModule DC/DC稳压器系列包括6种产品，具有多种功率级别和功能。μModule DC/DC解决方案非常可靠，这为多芯片封装器件树立了新的性能标准，为新一代FPGA和基于FPGA的系统更精细地提高性能铺平了道路。