ZHDU104 April 2026
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:
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。
| 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。
| 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 | |||