FPGA的60W~72W高密度電源的電氣性能、熱性能及布局設計之深入分析
在啟動時,LTM4601 的軟起動功能通過使輸出電壓緩慢上升至其標稱值來防止產(chǎn)生大的浪涌電流。啟動時間與 VOUT 和軟起動電容器 (CSS) 之間的關系式為:
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/117025.htm例如:在未進行裕度調節(jié)的情況下,一個 0.1μF 的軟起動電容器將產(chǎn)生一個 8ms (標稱值) 的上升時間 (見圖 5)。
并聯(lián)穩(wěn)壓器之間的均流在從啟動至滿載的全過程中實現(xiàn)了良好的平衡。圖 6 示出了一個兩并聯(lián) LTM4601 系統(tǒng)的均勻分布輸出電流曲線,當每個 LTM4601 均上升至 10A 的標稱輸出電流時,該系統(tǒng)總共可提供 20A 的輸出電流。
總之,DC/DC µModule 穩(wěn)壓器是獨立且完整的系統(tǒng),其外形尺寸與 IC 芯片相當。扁平、高效率和均流能力造就了適合新一代數(shù)字系統(tǒng)的實用型高功率解決方案。憑借平衡的均流和平穩(wěn)均勻的啟動操作,在 48A 輸出電流條件下獲得了十分出色的熱性能。這款設計的簡單易行最大限度地縮短了開發(fā)時間,同時節(jié)省了板級空間。
熱性能和布局
通過并聯(lián) 4 個 DC/DC µModule 穩(wěn)壓器提供 72W 功率
在本文的第一部分里,我們討論了一款針對四 FPGA 設計的緊湊和扁平的 48A、1.5V DC/DC 穩(wěn)壓器解決方案。這種新方法采用了 4 個并聯(lián)的 DC/DC µModule 穩(wěn)壓器 (見圖 1),以增加輸出電流并實現(xiàn)各器件之間的均流。該解決方案所依靠的是這些 µModule 穩(wěn)壓器之間的準確均流,以通過在一個狹小的表面積內均勻地散逸熱量來防止熱點的出現(xiàn)。每個 DC/DC µModule 器件都是一個完整的電源,具有板上電感器、DC/DC 控制器、MOSFET、補償電路和輸入/輸出旁路電容器。µModule 穩(wěn)壓器的占板面積僅為 15mm x 15mm,且高度僅為 2.8mm。這種扁平的外形可使空氣在整個電路上順暢地流動,同時將熱量從電路去除 (圖 7~10)。此外,由于其高度很低,因此這款解決方案不會對周圍的組件產(chǎn)生熱遮蔽,從而為實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最佳熱性能提供了進一步的幫助。
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