适用于Altera MAX 10 FPGA的小型高效电源

TI公司供稿



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。

小巧、高效且经过验证。在您的FPGA的电源参考设计中，您还需要什么？