ZHCUD52 July   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 TPS7H5006-SEP
      2. 2.3.2 TPS7H6025-SEP
      3. 2.3.3 TPS7H1111-SEP
      4. 2.3.4 TPS7H4010-SEP
      5. 2.3.5 TPS73801-SEP
      6. 2.3.6 TPS7H3302-SEP
      7. 2.3.7 TPS7H3014-SEP
      8. 2.3.8 TPS7H2221-SEP
      9. 2.3.9 SN54SC6T14-SEP
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 0V8 分立式降压稳压器 (VCCINT)
      1. 3.1.1 VCCINT 负载阶跃
    2. 3.2 降压稳压器（集成）
      1. 3.2.1 1V2
      2. 3.2.2 1V2_VCCO
      3. 3.2.3 1V2_MEM
      4. 3.2.4 2V5_DDR_VPP
      5. 3.2.5 3V3_VCCO
    3. 3.3 线性稳压器
      1. 3.3.1 DDR 终端
      2. 3.3.2 0V92
      3. 3.3.3 1V5_GTY
      4. 3.3.4 1V5
      5. 3.3.5 5V0_SYS
    4. 3.4 时序控制
      1. 3.4.1 TPS7H3014-SP 序列发生器
      2. 3.4.2 TPS7H2221-SEP 放电电路
      3. 3.4.3 VCCINT 放电电路
  10. 4硬件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 分立式降压稳压器 (VCCINT)
        1. 4.3.1.1 0V8
      2. 4.3.2 降压稳压器（集成）
        1. 4.3.2.1 1V2
        2. 4.3.2.2 1V2_VCCO
        3. 4.3.2.3 1V2_MEM
        4. 4.3.2.4 2V5_DDR_VPP
        5. 4.3.2.5 3V3_VCCO
      3. 4.3.3 线性稳压器
        1. 4.3.3.1 0V6_VTT
        2. 4.3.3.2 0V92
        3. 4.3.3.3 1V5_GTY
        4. 4.3.3.4 1V5
        5. 4.3.3.5 5V0_SYS
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 布局图
    2. 5.2 文档支持
    3. 5.3 支持资源
    4. 5.4 商标
  12. 6作者简介

3.2.2 1V2_VCCO

选择 TPS7H4010-SEP 同步降压转换器，以直接从 12V 电源轨生成所需的 1.2V 电压。虽然 TPS7H4010-SEP 能够提供 6A 电流，但 Versal Edge XPIO（7xx 组）电源轨只需要 2A 电流。此外，1V2_VCCO 输出为 0V92 电源轨的 TPS7H1111-SEP 的输入馈电，该电源轨最多还需要 1A。因此，设计决策是将该设计的电流大小调整为 4A，以提供合理的裕度。

选择 1MHz 的开关频率和 0.8μH XAL5030-801ME_电感器，以实现设计尺寸和效率的合理平衡。此外，还查看 TPS7H4010-SEP 数据表中的典型元件选择表，以确保这些值接近建议选择。这通过如 节 4.3.2 中所示的负载阶跃和波特图测量得到确认。将 50Ω 电阻器与顶部反馈电阻器串联放置，并提供前馈电容器选项，以便更轻松地测量和优化控制环路。

确定下一个输出电压纹波。首先，电感器纹波的计算方法如 方程式 6 所示。计算出电感器纹波电流为 1.35A。

方程式 6. I L ( r i p p l e ) = V I N - V O U T L × V O U T V I N ×   f S W

其中

  • VIN 是输入电压，12V
  • VOUT 是配置的输出电压，1.2V
  • L 是所选的电感器，0.8µH
  • fSW 是所选的工作频率，1MHz

接下来，选择两个 100µF 电解电容器和一个 22µF 陶瓷电容器。使用 Kemet 的 K-SIM 工具，确定这些并联电容器在 1Mhz 时的输出阻抗约为 4.2mΩ。将阻抗与电感器纹波电流相乘得出近似的输出纹波为 ±5.7mV。

最后，使用连接到反馈引脚的电阻分压器来配置输出电压。选择 50.55kΩ 的 RFB_TOP（50.5kΩ 与 50Ω 串联）和 261kΩ 的 RFB_BOT，从而产生 1.201V 的标称输出电压。使用数据表反馈电压参数最小值 0.987V、最大值 1.017V 以及 0.1% 电阻器容差（使用平方和获得 ±0.14% 的误差贡献），可以使用 方程式 8 和 方程式 7 近似计算总体直流精度。计算得出的精度为 –1.96% 和 +1.30%。

方程式 7. E r r o r ( p o s i t i v e ) = V F B ( m a x ) × R F B _ T O P + R F B _ B O T R F B _ B O T - V O U T ( i d e a l ) V O U T ( i d e a l ) + R ( e r r o r )
方程式 8. E r r o r ( n e g a t i v e ) = V F B ( m i n ) × R F B _ T O P + R F B _ B O T R F B _ B O T - V O U T ( i d e a l ) V O U T ( i d e a l ) - R ( e r r o r )

关于精度的另一个注意事项是是否启用了自动模式。自动模式能够在轻负载条件下实现更高的效率，但代价是负载调整性能较差。查看 TPS7H4010-SEP 数据表中的 TPS7H4010-SEP 负载和线路调整图，并查看 5V 应用的轻负载时大约增加 0.08V，自动模式近似会增加 +1.6% 的额外误差。因此，如果启用了自动模式，则精度为 –1.96% 和 +2.90%。此误差对于该电源轨是可以接受的，因此启用了自动模式。

请注意，输出连接器显示的电流为 2A。这是因为当所有电源轨满载时，会为 Versal Edge 1V2_VCCO 电源轨输出 2A，而为其他内部电源轨提供 2A。电路板连接器本身的尺寸可支持 4A。

表 3-3 对这些计算进行了汇总。

表 3-3 1V2_VCCO 电源轨设计值
参数 描述或典型值
VIN 12V
VOUT 1.2V
IOUT(max) 4A
fSW，开关频率 1MHz
直流精度 -1.96%，+2.90%
输出纹波 5.7mVpp
LSW，输出电感器 0.8µH，XAL5030-801ME_
COUT，输出电容 2x100µF T520B，1x22µF 陶瓷电容器
CIN，输入电容 3x10µF 陶瓷电容器 + 1x470nF 陶瓷电容器
tSS，软启动时间 6.3ms（SS 悬空）
偏置连接 连接到外部 3V3_VCCO
模式 自动启用
TIDA-050088 1V2_VCCO 原理图图 3-7 1V2_VCCO 原理图
TIDA-050088 1V2_VCCO 布局图 3-8 1V2_VCCO 布局