ZHDU104 April   2026

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6. 1系统说明
  7. 2系统概述
    1. 2.1 FPGA 利用率假设
    2. 2.2 方框图
    3. 2.3 设计注意事项
  8. 3系统设计原理
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 文档支持
    2. 4.2 支持资源
    3. 4.3 商标

设计注意事项

设计 FPGA PDN 时,需要灵活选择能应对各电源轨预期电流的器件,并在效率、尺寸和成本之间取得平衡。选择 VRM 时,控制架构也很重要。TI 的模块采用固定频率或恒定导通时间 (COT) 控制架构,两者各有利弊。固定频率器件可将 VRM 开关频率同步到外部时钟。然而,与固定频率器件相比,COT 控制器件通常具有更快的瞬态响应和更小的占板面积(有关更多信息,请参阅模拟设计期刊文章固定频率 DCS 控制:具有时钟同步的快速瞬态响应)。

对设计灵活性的需求源于电流电平的变化,或者源于为追求更高效率而牺牲稳压器尺寸的情况。电流电平会根据元件级设计过程中电源估算工具的修改而变化(例如 FPGA 利用率变化、FPGA 器件变更等)。此外,为降低元件功率耗散和温升,有时需要对 VRM 电流进行降额以提高效率。

以下备选 VRM 推荐 LUT 提供了针对尺寸和效率而增强的器件参考标准,在电流范围高达 300A 的应用中,成本的考虑优先级相对较低。在以下情况下,可使用这些 LUT 进行备选器件选型:

  • 电流电平高于或低于本设计指南 PDN 中假设的值
  • 为提高效率,对设计进行了电流降额
  • PDN 可利用 COT 或固定频率控制

表 2-1 提供了在 12V 输入条件下,覆盖一定电流范围(最高 300A)的 COT 和固定频率控制稳压器架构的 TI 器件型号。该表展示了最新的 TI 模块。在无模块可用的情况下,提供了集成 MOSFET 的转换器或控制器与功率级方案。表中以橙色突出显示了支持 –55°C 至 125°C 温度范围的 TI 器件,而非 –40°C 至 125°C 的标准工业级温度范围。

表 2-1 支持 12V 输入电压的备选 TI VRM
电流 恒定导通时间 (COT)
(快速瞬态响应、小尺寸、可接受纹波)
固定频率
(出色的纹波性能,适用于敏感电源轨)
200A–300A TPS53689T +(8 个)CSD965200 不适用
140A–200A (4 个)TPS546E25 不适用
100A–140A (3 个)TPS546E25、(4 个)TPS546C25(备选)

(2 个)TPSM8D6C24(最高 140A)/

(4 个)TPS546D24S(最高 160A)(备选)

50A–100A (2 个)TPS546E25、(3 个)TPS546C25(备选)
35A–50A TPS546E25、(2 个)TPS546C25(备选) TPSM8D6B24、(1 至 2 个)TPS546D24S(备选)
24A–35A TPS546C25 TPSM8S6C24
18A–24A TPSM8F7620
6A–20A TPS548B23 TPSM843B22、TPSM843A26、TPSM843A22
4A–6A TPS54J061 TPSM82916、TPSM8F7420(备选)、TPSM8F7620(备选)
3A–4A TPSM8F7420、TPS543421(备选)
2A–3A TPSM82903 TPSM82913
1A–2A TPSM82902 TPSM82912、TPS62912(备选)
0A–1A TPSM82901
提供 –55°C 至 125°C 的额定温度

表 2-2 提供了在 5V 输入条件下,覆盖一定电流范围(最高 300A)的 COT 和固定频率控制稳压器架构的 TI 器件型号。该表展示了最新的 TI 模块。在无模块可用的情况下,提供了集成 MOSFET 的转换器或控制器与功率级方案。表中以橙色突出显示了支持 –55°C 至 125°C 温度范围的 TI 器件额定值,而非 –40°C 至 125°C 的标准工业级温度范围。表中的汽车级器件以粗体文字表示。

表 2-2 支持 5V 输入电压的备选 TI VRM
电流 COT 固定频率
200A–300A TPS53689T +(8 个)CSD965200 (6 个)TPS62893-Q1
50A–200A (4 个)TPS546E25 (2 至 6 个)TPSM8287B30
15A–50A TPS546E25、(2 个)、TPS546C25(备选) (1 至 4 个)TPSM8287A15M
6A–15A TPS548B23 TPSM8287A15M
4A–6A TPSM82866A、TPSM82866C TPSM82816
3A–4A TPSM82866A TPSM82810
2A–3A TPSM828303 TPSM82813
1A–2A TPSM828302 TPSM82813、TPS62442 (-Q1)(双路输出)
0A–1A TPSM828301 TPSM82813、TPS62442(-Q1)
提供 –55°C 至 125°C 的额定温度 采用 MagPack™ 封装:TPSM82830x 系列、TPSM8281x 系列、TPSM8286xx 系列和 TPSM8287Bxx 系列
提供汽车级 (-Q1) 额定值