低压大電(diàn)流電(diàn)源的高精度调节

2020-06-10

随着FPGA，DSP，ASIC和高性能(néng)处理(lǐ)器的工艺几何尺寸不断缩小(xiǎo)，对電(diàn)源電(diàn)压精度的要求越来越严格。现在，内核電(diàn)压通常会落在0.9V的范围内，内核電(diàn)流為(wèi)数十安培。此外，FPGA和其他(tā)设备通常需要多(duō)个（2至4个）電(diàn)源。最重要的是，某些设备要求按特定顺序打开这些電(diàn)源。

尽管这些要求很(hěn)困难，但实际的问题可(kě)能(néng)是必须将電(diàn)源電(diàn)压保持在1％至3％的范围内才能(néng)满足设备的要求。实现1％的精度是一项真正的设计挑战。但是，使用(yòng)正确的组件，您可(kě)以设计一个在整个温度范围内都能(néng)提供优于1％的输出電(diàn)压精度的電(diàn)源。

当代電(diàn)源要求

任何使用(yòng)FPGA的现代设备或任何高性能(néng)处理(lǐ)器都将需要具有(yǒu)低電(diàn)压，高電(diàn)流和严格電(diàn)压调节的電(diàn)源。数据中心机架服務(wù)器和交换机，大型医學(xué)测试系统以及军事通信设备就是此类需求的代表。

现代的LTE或5G无線(xiàn)基站是另一个很(hěn)好的例子。环境是高温之一，设备需要负载点dc-dc稳压器提供大量输出電(diàn)流，而又(yòu)没有(yǒu)足够的气流来保持设备凉爽。

為(wèi)了满足这些苛刻的要求，即使有(yǒu)其他(tā)解决方案可(kě)用(yòng)，大多(duō)数设计人员也会开发具有(yǒu)保守规格的大型复杂電(diàn)源。但是，希望電(diàn)源工程师在这里能(néng)找到更好的解决方案。

这样的解决方案是德州仪器（TI）的TPS546D24A。这款新(xīn)型的DC-DC降压转换器具有(yǒu)高端的热性能(néng)，可(kě)在85°C的温度下产生40A的完整输出。这将有(yǒu)助于导致更小(xiǎo)，更简单的设计，实现1％的输出精度。

高质量的集成電(diàn)路

如果要设计用(yòng)于恶劣环境的大電(diàn)流電(diàn)源，则应熟悉TPS546D24A。5×7mm QFN器件可(kě)采用(yòng)2.95至16 V的输入，并产生0.6至5.5 V的输出。输出電(diàn)流能(néng)力高达40A。该开关转换器可(kě)在225的频率下工作-kHz至1.5-MHz范围，可(kě)分(fēn)12级选择。此外，当為(wèi)FPGA核心轨或其他(tā)大電(diàn)流芯片供電(diàn)时，精度可(kě)能(néng)超过1％。

该复杂芯片的关键功能(néng)是完整的PMBus接口。（回想一下，PMBus是流行的I 2 C接口的一种变體(tǐ)，该接口连接一条公共分(fēn)支总線(xiàn)上的多(duō)个从设备，并以标称1 Mb / s的速度运行。）PMBus允许您配置设备并监视关键参数，例如输出電(diàn)压，输出電(diàn)流，温度等。故障监视是一个附加的理(lǐ)想功能(néng)。

一流的能(néng)力

独特的可(kě)堆叠功能(néng)允许将TPS546D24A的四个单元并联放置，以提供160 A的输出電(diàn)流（见图）。如图所示，两个，三个或四个设备可(kě)以堆叠或并联连接以获得这种電(diàn)流能(néng)力。

并联连接四个TPS546D24A可(kě)提供高达160A的能(néng)力。TI用(yòng)于通信设备的参考设计使用(yòng)此配置