Niskoszumowe zasilanie układów FPGA i ASIC

Płytki ewaluacyjne skracają cykl projektowania

Zastosowanie takich regulatorów jak LTC3310 jest proste, ponieważ nie posiadają one rejestrów inicjujących, funkcji sterowanych programowo czy innych skomplikowanych ustawień. Tym niemniej ze względów technicznych warto mieć możliwość oceny ich statycznych i dynamicznych parametrów działania oraz optymalizacji wartości komponentów pasywnych przed podjęciem decyzji o ostatecznym układzie lub specyfikacji wykazu materiałów (BOM). Dostępność płytek ewaluacyjnych LTC3310 znacznie ułatwia ten proces. Firma Analog Devices oferuje wybór takich płytek dostosowanych do różnych wersji i konfiguracji LTC3310: DC3042A obsługuje urządzenie LTC3310 z nastawnym wyjściem (ilustracja 9).

Oprócz instrukcji dotyczących podstawowych ustawień i obsługi, dokumentacja zawiera schemat, układ płytki i wykaz materiałów (BOM). Wskazane są w niej również różne punkty pomiarowe i połączenia, a także układ pomiaru tętnień wyjściowych i odpowiedzi skokowej (ilustracja 10).

• Dla urządzenia LTC3310S-1 o ustalonym napięciu wyjściowym dostępna jest płytka ewaluacyjna DC3021A 
• Dla nieco bardziej skomplikowanych wielofazowych układów równoległych dostępna jest płytka DC2874A-C. Wspomniana płytka ewaluacyjna urządzenia LTC3310S zawiera wielofazowy regulator obniżający o częstotliwości 2,0MHz i napięciu 3,3-1,2V. Płytka DC2874A występuje w trzech wariantach konstrukcyjnych, które zapewniają rozwiązania z wyjściem dwufazowym/20A, trójfazowym/30A lub czterofazowym/40A.

Stosując urządzenie LTC3310S i inwestując trochę czasu w odpowiednią płytkę ewaluacyjną oraz podręcznik użytkownika, projektanci mogą zminimalizować czas potrzebny na wykonanie regulatora prądu stałego.

Ilustracja 10: Podręcznik płytki demonstracyjnej DC3042A wskazuje punkty pomiarowe i połączenia (u góry), a także ustawianie i konfigurację pomiaru tętnień wyjściowych oraz odpowiedzi skokowej. (Źródło ilustracji: Analog Device

Podsumowanie

Do tej pory inżynierowie musieli wybierać pomiędzy dwiema sprzecznymi ze sobą topologiami regulatorów prądu stałego o wyraźnie przeciwstawnych atrybutach. Regulatory napięcia o niskim spadku (LDO) zapewniają bardzo niskie szumy wyjściowe prądu stałego, ale też niską lub umiarkowaną sprawność, przez co stwarzają problemy termicznie przy prądach wyjściowych przekraczających około 1A. Z kolei regulatory przełączające oferują sprawność rzędu 90%, ale wprowadzają szumy do szyny wyjściowej prądu stałego, a także są źródłem szumów przewodzonych, a zwłaszcza promieniowanych, co może łatwo spowodować, że produkt nie przejdzie obowiązkowych testów.

Na szczęście grupy produktów Silent Switcher firmy Analog Devices wykorzystują szereg innowacyjnych technik projektowych, które pozwalają uniknąć dylematu „albo-albo”, dając w rezultacie regulatory o wysokiej sprawności, bardzo niskich szumach i niewielkich rozmiarach.

Źródło: Zapewnienie niskoszumowego zasilania układów FPGA i ASIC, charakteryzującego się dużą gęstością mocy i niewielkimi rozmiarami

Autor: Rolf Horn

Rolf Horn, Applications Engineer at DigiKey, has been in the European Technical Support group since 2014 with primary responsibility for answering any Development and Engineering related questions from final customers in EMEA, as well as writing and proof-reading German articles and blogs on DK’s TechForum and maker.io platforms. Prior to DigiKey, he worked at several manufacturers in the semiconductor area with focus on embedded FPGA, Microcontroller and Processor systems for Industrial and Automotive Applications. Rolf holds a degree in electrical and electronics engineering from the university of applied sciences in Munich, Bavaria and started his professional career at a local Electronics Products Distributor as System-Solutions Architect to share his steadily growing knowledge and expertise as Trusted Advisor.

Hobbies: spending time with family + friends, travelling in our VW-California transporter and motorbiking on a 1988 BMW GS 100.