2026 / 01 / 13
米兰·(milan)-小封装,大功率:多相PMIC如何为FPGA与SoC提供20A高效供电

【导读】于现代电子体系设计中,电源治理集成电路(PMIC)已经经成为繁杂电源架构的焦点组件,其设计矫捷性远超传统电源解决方案。传统方案重要存眷效率及电压调治,而现代PMIC则集成为了多个电源轨、时序节制逻辑、妨碍掩护及遥测功效在单一紧凑器件中,年夜年夜晋升了体系集成度及靠得住性。

PMIC的技能演进与运用价值

多通道PMIC可以或许同时治理多个电源输出,每一个通道为体系的差别部门提供不变电压。更值患上存眷的是,这些器件还有可以配置为多相事情模式,经由过程并联多个通道来提供单个年夜电流轨,有用代替了传统的单通道年夜电流调治器。这类立异要领确保各个通道均平分担负载,防止单一通道过载,于需要年夜电传播输且要求高效率及靠得住性的运用中显患上尤为主要。

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四相并联,用作20 A单输出PMIC

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双相并联,用作10 A/10 A双输出PMIC

如今,PMIC已经广泛运用在数字旌旗灯号处置惩罚器、处置惩罚器、FPGA及微节制器等繁杂器件中,满意差别子体系对于功率程度的多样化需求。

应答年夜电流挑战的封装与并联技能

为满意日趋增加的年夜电流需求,各年夜厂商推出了立异解决方案。以LT7200S为例,它采用薄型5妹妹×6妹妹、48引脚LQFN封装;而ADP5055及ADP5056则采用5.00妹妹×5.50妹妹 LGA封装。这些紧凑封装全都撑持并联能力,可实现年夜电流供电,于有限空间内提供最年夜功率输出。

FPGA与SoC的电源治理解决方案

跟着数据速率晋升及事情负载增加,FPGA及SoC对于电源提出了更高要求。电源体系不仅需要提供更年夜电流,还有要实现更高功率密度,同时连结简洁性及靠得住性。对于在需要15A以上电流的体系,LT7200S稳压器撑持并联并错相运行,确保功率运送高效不变。该器件采用四相架构,四个内部同步降压型稳压器通道可高效并联,每一个通道能输出或者接收±5A电流。四相并联时,可向大众输出端提供高达±20A的电流,这是经由过程周详电流模式节制实现的,能确保所有通道间切确均流,从而晋升热均衡及体系靠得住性。

进步前辈技能与机能体现

LT7200S经由过程PHMODE引脚撑持相位交错,答应每一个通道错相运行,显著削减输入及输出纹波。MODE/SYNC引脚撑持与外部时钟同步,实现协调切换,最年夜限度削减敏感到用中的噪声。其事情频率可经由过程外部电阻于400kHz至3MHz规模内设置,满意差别运用需求。怪异的“可锁相、受控导通时间、恒定频率、电流模式”架构尤其合适要求快速瞬态相应的高频、高降压运用。

值患上一提的是,LT7200S采用Silent Switcher® 2技能,经由过程立异设计及封装工艺,于实现高效率的同时降低电磁滋扰(EMI)。这项技能使稳压器对于PCB结构变化的敏感度年夜幅降低,简化了设计流程,晋升了总体机能。

于现实测试中,四相LT7200S解决方案于1MHz开关频率下,将电压从12V降至1.2V,可提供高达20A的持续负载电流。PHMODE引脚接GND时,每一个通道孕育发生90°相移,这类交错操作削减了输入电流纹波,使热负荷匀称漫衍,降低了对于输入及输出电容的要求,最小化EMI,提高了体系不变性。

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LT7200S四相效率,12 V降至1.2 V,1 MHz

测试数据显示,该器件于12V输入下实现了88%的峰值效率,并于20A满负载电流下连结86%的效率。热成像图显示,LT7200S于四相操作时期实现了优良的均流,证实了其卓着的热治理能力。

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LT7200S热图象:12 V降至1.2 V,20 A,1 MHz,无气流,TA = 25°C

高度集成的多通道解决方案

ADP5055及ADP5056于43引脚LGA封装中集成为了三个高机能降压型稳压器,满意严苛的机能及电路板空间要求。这些器件可直接毗连高达18V的输入电压,无需利用前置调治器。所有通道同时集成高边及低边功率MOSFET,优化相识决方案的效率。

通道1及2提供3.5A或者7A可编程输出电流,或者于并联事情模式下提供高达14A的单路输出电流。通道3提供1.5A或者3A可编程输出电流。

ADP5055还有集成为了高精度8位数模转换器(DAC),可经由过程兼容PMBus®的双线接话柄现输出电压动态调治(DVS)。PMBus接口提供了矫捷的配置选项,包括启动及关断时序节制、零丁的强迫脉宽调制(FPWM)或者省电模式(PSM)选择、输出放电开关及电源优良旌旗灯号。这些器件的额定结温规模为-40°C至+150°C,合用在各类情况前提。

现代PMIC不仅提供了高效的电源治理方案,还有经由过程高度集成及智能化节制,显著简化了体系设计流程,提高了总体靠得住性。LT7200S、ADP5055及ADP5056等器件代表了当前PMIC技能的进步前辈程度,它们经由过程立异的并联能力、相位交错技能及切确的均流节制,为FPGA、SoC及其他高机能处置惩罚器提供了抱负的电源解决方案,鞭策着电子体系向着更高效率、更小尺寸及更智能的标的目的不停成长。

-米兰·(milan)