Stratix II FPGA系统电源设计

豆豆网   技术应用频道   2007年12月22日  【字号: 收藏本文

内容摘要:MAX1951是MAXIM公司的一款高效的DC-DC电源转换芯片,主要用于DSP、FPGA、ASIC的内核及I/O口供电。其高达94%的转换效率、8脚的SOP表贴封装及连续工作时956 mW的低功耗使其特别适合于便捷式电子设备的应用。MAX1951的输入电压范围为2.6~5.5 V,输出电压范围为0.8 V~Vin(可调输出),输出电流可达2 A,精度可达1%,开关频率为1 MHz,输出效率达94%,且内含过载及过热保护电路。

  1.2 输出器件参数的设计

  (1) 输出分置电阻

  一般默认设计的反馈输入电压为0.8 V,也可以根据所要输出的电压VOUT来设计R2,R3的阻值,一般取R2的值在2~20 kΩ之间。这样,R3值的计算式如下:

  R3=R2[(VOUT/VFB)-1]   (1)

  (2) 输出电感

  该电路的输出电感、最大允许电流的输出纹波电压的计算式如下:

  LINIT=VOUT(VIN-VOUT)/(VINLIRIOUT(MAX)fSW   (2)

  IL(MAX)=(1+LIR/2)IOUT(MAX)    (3)

  VRIOPPLE=VOUT(VIN-VOUT)ESR/(VINLFINAIfSW)   (4)

  式中,LIR为电感电流峰值/电感最大平均电流,在对电感尺寸、损耗、输出纹波等参数加以权衡后,一般最小电感电流纹波LIR应设置在20%至40%之间。MAX1951的工作频率SW为1 MHz。其中ESR为输出电容的等效串联电阻,在其生产厂家的网站上可以查到相应容量的ESR值。如采用常用的AVX-TAJA106*010,则其ESR为3Ω。

  在选取电感时应注意,很多新型器件对电源要求都比较高。所以应尽量加大输出电感容量以降低纹波(但要以牺牲尺寸为代价)。在其饱和电流满足设计要求的前提下,电感的阻抗应越小越好。因为电感的容量跟其所承受的最大电流成反比,同时在加大电流和电感容量的同时,也会大大增加电感的尺寸及价格,这在便捷设备的设计初期一定要注意。

  (3) 输出电容

  输出电容蓄电的变化会引起输出电压纹波,一般纹波电流小,纹波电压相应就小。实际电容的简化电路模型是由等效串联电感(ESL)、电容和等效串联电阻(ESR)构成的串联网络。由输出电容引起的电压纹波VRIPPLE的计算式如下:

Stratix II FPGA系统电源设计

来源:与非网    责编:豆豆技术应用

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