(4)确保从输入电容到MOSFET、输出电感和输出电容的电流通路尽可能短,同时有最大的容许线宽。
(5)将PWM控制器靠近低端FET 放置。LGATE 的连接应该较短而且较宽。IC最好放置在无噪声接地的地方。
(6)将VCC_5V旁路电容接在非常靠近VCC_5V脚的地方,将它的接地端接至PGND上。将门驱动元件自举二极管和自举电容放在接近IC的地方。
(7)输出电容应尽量靠近负载。用短而宽的覆铜层连接输出电容和负载,避免产生感抗和阻抗。
3 实验数据分析与验证
利用Catena公司提供的SIMetrix/SIMPLIS仿真工具实现了该电源方案的分析和验证,具体方法可查阅参考文献。
图4所示为ISL6443三路输出电压波形,PWM控制器门驱动器的电压上升和下降时间均为18ns左右。因此,三路输出电压能在极短的时间内达到稳定值,从而满足了FPGA的性能要求。
图5所示为两个PWM控制器的输出波形。图中可以看出,ISL6443的两个PWM控制器呈180°异相工作,以减小输入纹波电流。这降低了对输入电容纹波电流的要求,减小了电源的感生噪声,同时也提高了EMI抗干扰性能。
图6所示为ISL6443软启动仿真波形。软启动功能使转换器的输出被监控,得到过载、短路和欠压保护。输出持续过载会使PGOOD置低,从而进入软启动模式,直到过载现象消除为止。
本文利用Intersil高效三输出同步补偿稳定器实现了StratixTM FPGA的电源系统设计,并且进行了一系列的仿真分析与验证实验。实验表明该设计方案合理有效,易于实现,有较好的参考价值和实用价值。
参考文献
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SPICE and mixed mode simulation simulator reference manual.Catena Software Ltd.,2005,4.www.catena.uk.com.
Advanced power system simulation SIMPLIS reference manual.Catena Software Ltd.,2004,4.www.catena.uk.com.