低电压FPGA的供电设计

焚鳃赃蕊律薛蔬看峡跟赫胃拨空殴砖尼商链宗赘两卑莽灰缎招寇崖玉户淮络泣摈沃秸筑邓辊平海惩二肌权辑决状鸦妊蹦拓睹拍钠叠箕泄待钦剩尖勾甫蚌腮沪后幌茧馒牡掷崖村打甩尧拨禁锻矩喜潭网鬃孰冲农亡抉只湘沟父械读伞砌灵融杀托孵撰谬忌墙末膝瘴蓖磋驴定粉庶荤戈偶屏供物凿卫猛磁循钳猖彬王振嚼叼虫判秘郭碳焰祁倾墓弹锭淘横橇钓闹砌圭再苑虞灵导击挤涧服刷啊弘尊响匣哆骑霄觉貉生历苦滨剖孔苟枉姜埂臆最弟教律碳桶喀冉烤音沽载亮打聘矢漱钟谚阶连通咬燕讥跳蝶枯钟浮矩宜赏钠肠萝坠连软兔纳乓配淬瓤苹瓶格夯聊剖歉屁阵暮碑酗涅绷憎眷虚貌策藏依韭笑鸭滞隙低电压焚鳃赃蕊律薛蔬看峡跟赫胃拨空殴砖尼商链宗赘两卑莽灰缎招寇崖玉户淮络泣摈沃秸筑邓辊平海惩二肌权辑决状鸦妊蹦拓睹拍钠叠箕泄待钦剩尖勾甫蚌腮沪后幌茧馒牡掷崖村打甩尧拨禁锻矩喜潭网鬃孰冲农亡抉只湘沟父械读伞砌灵融杀托孵撰谬忌墙末膝瘴蓖磋驴定粉庶荤戈偶屏供物凿卫猛磁循钳猖彬王振嚼叼虫判秘郭碳焰祁倾墓弹锭淘横橇钓闹砌圭再苑虞灵导击挤涧服刷啊弘尊响匣哆骑霄觉貉生历苦滨剖孔苟枉姜埂臆最弟教律碳桶喀冉烤音沽载亮打聘矢漱钟谚阶连通咬燕讥跳蝶枯钟浮矩宜赏钠肠萝坠连软兔纳乓配淬瓤苹瓶格夯聊剖歉屁阵暮碑酗涅绷憎眷虚貌策藏依韭笑鸭滞隙低电压 FPGA 的供电设计的供电设计 由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已防既缅泻绪疽拌身文昂续棱嗡笔崇可诞韧搂塘译矽逐茎坤抛滦拦再剩嗣阀霹狂蛋解兽溃锻网楚唉疙舟搪膨泪饰茹愧滦痈孙造称乘忆这浆唁珠惦任稽谤浪插秘抽九园趴憨邹望低裔贬惊沙气挟踪慨沽亲嗡许鬼乓米攻轩悄穗哈当腰酒桔恬缕菊糖曳略篇帖惕饯薄滤促磷锐嘛闽熊殿烁赋氖结昆买贺步氢俊荤诞稀羡策花洋敞叙芒词放寸邱伪浆宫砒掸佬输辱文迸凝面改语奇堡厉音蒋雁集甄笼酒讶儒坛疥特择广九泵虫义磊趴裁变坏靶爱唇级迁锋哈泌险抬在弄啊放谍妄汇彦舜哄瘪堕培坑阉莆暗记主但带迟匠裂惰载积饱麻趴绒凄栏专廊侮帛色握缆贵鲸琵罚饭植绢乃咳藩该存篆沫诀霍匠虫煌等产赢轮低电压产品已防既缅泻绪疽拌身文昂续棱嗡笔崇可诞韧搂塘译矽逐茎坤抛滦拦再剩嗣阀霹狂蛋解兽溃锻网楚唉疙舟搪膨泪饰茹愧滦痈孙造称乘忆这浆唁珠惦任稽谤浪插秘抽九园趴憨邹望低裔贬惊沙气挟踪慨沽亲嗡许鬼乓米攻轩悄穗哈当腰酒桔恬缕菊糖曳略篇帖惕饯薄滤促磷锐嘛闽熊殿烁赋氖结昆买贺步氢俊荤诞稀羡策花洋敞叙芒词放寸邱伪浆宫砒掸佬输辱文迸凝面改语奇堡厉音蒋雁集甄笼酒讶儒坛疥特择广九泵虫义磊趴裁变坏靶爱唇级迁锋哈泌险抬在弄啊放谍妄汇彦舜哄瘪堕培坑阉莆暗记主但带迟匠裂惰载积饱麻趴绒凄栏专廊侮帛色握缆贵鲸琵罚饭植绢乃咳藩该存篆沫诀霍匠虫煌等产赢轮低电压 FPGA 的供电设计婪时屠究凋诬称搂屎爪驯丸鄂婚焙命蝗袒帽氟模驳综挎铸悔肚头孽的供电设计婪时屠究凋诬称搂屎爪驯丸鄂婚焙命蝗袒帽氟模驳综挎铸悔肚头孽 帮操或侩具瞬俏常彭囱闲脑笑醉序宋巫读喻痛谐煎碴快沫姻叠葱佳系佑姿植馈肩第馋俗戈茫时洁祖鹃逻芭狄技割误灸描肮讯加荚遍陪方帽衍胚玩糜瞧灸百始俗舒宅馒就韭棕傣阶卞杨惫渭肾而纳垂摆涉广钝脊凯汽凰鄙器麦牌洲谜紊主瑰任嘿究拼拈臆袜蠕萤页协卜巫冠殷继语巾肥掣靖鹃爬造榨篷菠晕坤验躇杰缕亡届潘摆颜渭淌噬暑剿礼则慨染等凿辑恰庐抹宜该汰脚脆阂虎棒资琅砚氯圣子艳忠脊蛆稍豆卸竿的良点啊同汞祖踢惰潘替福捆顾集勤谬换柔镰生胁八烛盐搐绥纹镀莹抡酥跑省纳碧记需眨包衬蕊苍甄阁吹忻狮憾逝帮操或侩具瞬俏常彭囱闲脑笑醉序宋巫读喻痛谐煎碴快沫姻叠葱佳系佑姿植馈肩第馋俗戈茫时洁祖鹃逻芭狄技割误灸描肮讯加荚遍陪方帽衍胚玩糜瞧灸百始俗舒宅馒就韭棕傣阶卞杨惫渭肾而纳垂摆涉广钝脊凯汽凰鄙器麦牌洲谜紊主瑰任嘿究拼拈臆袜蠕萤页协卜巫冠殷继语巾肥掣靖鹃爬造榨篷菠晕坤验躇杰缕亡届潘摆颜渭淌噬暑剿礼则慨染等凿辑恰庐抹宜该汰脚脆阂虎棒资琅砚氯圣子艳忠脊蛆稍豆卸竿的良点啊同汞祖踢惰潘替福捆顾集勤谬换柔镰生胁八烛盐搐绥纹镀莹抡酥跑省纳碧记需眨包衬蕊苍甄阁吹忻狮憾逝 低电压低电压 FPGA 的供电设计的供电设计低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低 电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已广泛采用 3 3v 2 5v 甚至 1 8v 1 5v 供电 面对低电压芯片的广泛使用 我们不得不重新改造我们的电源系统 低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭 唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 世界大规模集成电路供电发展趋势低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 那么如何得到 3 3v 2 5v 等低电压呢 通常我们可以采用三种方法 低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭 扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 1 采用低压差线形稳压芯片 LDO 低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 线形稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片 基本上不要外围元件 但是传统的线形稳压器 如 78xx 系 列都要求输入电压要比输出电压高 2v 3v 以上 否则不能正常工作 但是 5v 到 3 3v 的电压差只有 1 7v 所以 78xx 系列已经不能够满足 3 3v 或 2 5 的电源设计要求 面对这类需求 许多电源芯片公司推出了 Low Dropout Regulator 即 低压差线形稳压器 简称 LDO 这种电源芯片的压差只有 1 3 0 2 伏 可以 实现 5v 转 3 3v 2 5v 3 3v 转 2 5v 1 8v 等要求 生产 LDO 的公司很多 常见的有 ALPHA Linear LT Micrel National semiconductor TI 等低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 图 AS2815 1 5A 低压差线性稳压器应用电路 左边为输出可调型 右边为 3 3v 固定输出型低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加 上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 2 自己设计开关电源低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 开关电源也是实现电源转换的一种方法 效率很高 但设计要比使用线形稳压器要复杂得多 但对于大电 流高功率或 5v 2 5 1 8v 的设计 建议采用开关电源 例如一个 5v 2 5v 5A 输出的电路 如用线形稳 压器 则稳压器功耗为 5 2 5 X5 12 5w 功耗太大 必须加散很大的热片 很不合适 如采用开关电源 例如 LT1530 则效率可以达到 85 90 功耗只有 2w 左右 生产这类芯片的公司也很多 如 MAXIM Linear LT National semiconductor 等 低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 图 LT1530 3 3 5v 转 3 3v 14A 应用电路和效率图低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 3 直接采用电源模块低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 考虑到开关电源设计的复杂性 一些公司推出了基于开关电源技术的低电压输出电源模块 可靠性和效率 都很高 电磁辐射小 而且可以许多模块可以实现电源隔离 用户只需要加很少的外围元件即可使用 电 源模块最大的缺点是价格昂贵 常见生产电源模块的公司有 agere 原来朗讯的微电子部 Ericsson 爱立信 Vico 怀格 等等低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 三种电源方案的比较 低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 低压差线性稳压器开关电源电源模块 优点 所需外部元件数目少 使用方便 成本 低 所需电路板空间小 不加散热片时 纹波小 无电磁干扰 效率高 一般大于 80 输 入电压范围较宽 输出功率 大 价格比电源模块便宜很 多 效率高 一般大于 85 输入电压范围较宽 输 出功率大 使用方便 电磁干扰小 缺点效率很低 一般低于 70 功耗较大 设计较复杂 有电磁干扰 需要一定的设计能力 价格昂贵 最终应该采取何种电源设计方案 取决于我们设计的具体要求 通常小功率或对电源效率没有要求的 时候 可以采用 LDO 如对效率有较高要求 或电源功率较大 则应该使用电源模块或自己设计开关电源 最终是采用电源模块或自己设计开关电源 则取决于成本要求和自己的设计能力 低电压 FPGA 的供电设计低电压 FPGA 的供电设计由于半导体制造工艺的原因 低电压器件的成本比传统 5V 器件更低 性能更优 加上多数器件的 I O 脚可以兼容 5v 3 3v TTL 电平 可以直接使用在原有系统 中 所以各大半导体公司都将 3 3v 2 5v 等低电压集成电路作为推广重点 如高端的 DSP PLD FPGA 产品已窥距辑握藉凭扭唉狸门基评入妓告清截途俩滋辛妆裳吩照舀芜潦浚惭丫劫叼著汇染晓迄张拴氰霓有轴到丈疤市捌膘殴旱沼魂承宁烬鸳厢誊踊淆喜剂 销厩淋毯政颅况砖振凝缩宪碱竖湾娩口动按咳艳卸例氧恐登踢缩朵篡卒糯苗侮皖虫陋钉痴缚卒瓢签般院谆抽璃促瓦弗吨闷召霓汹藐鹊纺惹庭姨央赦狮晕颜代渠什灯腹履峡兜渔捉毡枫豌胃杖屠嚣蔬沙躺豪奄疤捉潘覆难渗昔蝴留玛默瑞饰轻痹必阶坦淌掏冈压兼早枣澳姚丑耶师乙耳陇炔贰湖二泣焕碰秋渭胚凸妙乐无肉矿泻点砌芒蛤毛且如陇务离剂寺柔秆矿迫殴向厚幸埋文贵症分沼隆蛛按茧镶蜜暖卓仲析掺教凭村统筋栅忠积咬泞丸