基于同步降压DC/DC调整器的供电模块设计

时间:2018-08-28来源:网络

TPS54610的PCB线路连接模型。可以看到,输入电压脚VIN都连在一起,通过输入旁路电容C1与PGND(电源地)相连,C1为低等效串联电阻陶瓷电容。为了减少噪声的影响,PCB设计时C1、C2应尽可能靠近VIN和PGND脚。

TPS54610有两个地,即电源地PGND和模拟地AGND。电源地连接嘈杂的功率信号,模拟地连接所有噪声敏感信号。两个地之间一旦注入噪声就会降低TPS54610的性能,还会引起控制信号和偏置出现问题,尤其在高速电路中表现得尤为明显。因此,通常将电源地与模拟地分开布线,并在一点上相连。用一个单独的比较宽的导线作为模拟地,它连接频率设置电阻R1,慢启动电容C3和偏置电容C4的接地端,并与TPS54610的AGND脚相连。

为了解决TPS54610芯片的散热问题,在其底面有一块暴露的PowerPAD区,制作PCB板时应将它与顶层地相接并用过孔将顶层地与PCB的地相连。过孔还可以用在输入和输出滤波电容的接地端。直接连接到电源地上的器件只有输入滤波电容和旁路电容、输出滤波电容和 PGND脚。

PH脚与输出电感L1相连,由于连接电路是开关节点,所以L1要尽可能地靠近PH脚。另外,PH脚连接在一起的区域要尽可能小以防止过多的电容耦合。从图中可以看到,PH脚通过C8连接到BOOT脚,布线时C8要尽可能靠近IC,使连线尽可能短。输出滤波电容C9连接在VOUT和PGND间,其输出端、L1的输出端、PH脚和PGND脚之间组成的环路越小越好。

最后要进行布线和敷铜。敷铜时,输入输出信号线应尽量避免相邻平行,最好加线间地线,以免发生反馈耦合;电源和地的导线应尽可能用宽线,印制导线的拐弯处一般取圆弧形;尽量避免使用大面积铜箔,必须用大面积铜箔时,最好用栅格状。

根据上述原则设计出的电路经实际测试,电源各项指标均符合系统要求。其中,输出的核心电压VCCINT为1.5V,电流为6A;辅助电压VCCAUX为3.3V,电流为250mA;输出驱动电压VCCO为3.3V,电流为5.75A。

FPGA供电模块的设计,在选择方案时,要综合考虑系统要求、成本、效率、设计灵活性及封装等众多因素,做出全面的折衷考虑,既满足设计要求,又降低设计复杂度和成本。

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关键词: 同步降压 DC/DC调整器 电源设计

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