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滿足FPGA電源要求的開關式穩壓控制器

FPGA電源必須具備高精度的理由

Keyword
  • 低電壓大電流
  • 電壓精度
  • 額定電壓
  • 漣波電壓

BD95601MUV和BD95602MUV是能對應近年來,低電壓大電流電源規格的開關式穩壓器控制IC。除了高效率和多種保護功能外,具備的性能最適合作為要求高精度、穩定性的FPGA和CPU的電源。

上述電源IC是由ROHM和安富利(Avnet)共同研發,能夠獲得Xilinx7系列FPGA和Zynq®-700 All Programmable SoC評價工具組Mini-Module Plus 用電源模組所採用,其實有下列幾個關鍵理由。

graf_0526_01

近幾年高階FPGA的電源規格日趨複雜,要求初期精度高、低漣波、高速負載暫態反應和啟動時序控制。右圖為上述電源模組的輸出構造,以及產生各輸出的開關式穩壓器控制IC、電壓/電流。

要求的電壓精度會因為電源的種類多少有些差異,但舉例來說,1V輸出時的精度大約是±3%。5V/3.3V等系統電壓精度通常是±5%,以比率來看時,會稍微嚴格一些,限縮到±3%,實際的額定電壓自然會變小。

3.3V±3% 是相對於 3.3V±99mV,1.0V±3% 則是相對於 1.0V±30mV

此精度要求是包含漣波電壓在內,對開關式穩壓器來說,是非常嚴格的條件。將平均輸出電壓準確設定為1V時,漣波電壓必須在±30mV以內。事實上,輸出電壓會因為負載調節和負載暫態而出現變動,所以必須確保基本精度,極力壓制漣波電壓。

BD95601MUV和BD95602MUV的各項特性,即使因應上述FPGA電源要求而產生的。

  • ・能高速暫態反應的H3Reg™ 同步整流型開關式穩壓控制器
  • ・1ch: BD95601MUV、 2ch: BD95602MUV
  • ・最大效率 95%以上
  • ・可以選擇輕負載模式、連續PWM模式。還有靜音輕負載模式(BD95602)
  • ・利用可以調整的緩啟動功能,降低啟動時的突波電流
  • ・發出電源啟動正常訊號(power good)
  • ・多種保護功能:自動復歸型過電流保護(OCP)、短路保護、溫度保護(TSD)、低電壓鎖定(UVLO)
  BD95601MUV(1ch) BD95602MUV(2ch)
輸入電壓範圍 4.5V~25V 5.5V~28V
輸出電壓範圍 0.75V~2.0V 1.0V~5.5V
參考電壓 0.75V±1.0% 0.7V±1.0%
開關頻率 200k~500kHz 150k~500kHz
封裝 VQFN20V4040 VQFN32V5050


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基本上2款產品都是高效率的同步整流式降壓控制器,設有輕負載模式,且輕負載時亦能維持住高效率。參考電壓為0.75V/0.7V,相對於低電壓而言,精度±1%必須超過上述的±3%精度要求,基本上就是低漣波。此外,採用ROHM獨有的H3Reg 控制模式,所以負載暫態反應的速度非常快。只要具備上述特點,就能夠高精度且穩定地維持住輸出電壓。

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