低電壓PLD/FPGA的供電設計
圖:AS28151.5A低壓差線性穩(wěn)壓器應用電路,左邊為輸出可調(diào)型,右邊為3.3v固定輸出型
那么如何得到3.3v,2.5v等低電壓呢?通常我們可以采用三種方法:
1.采用低壓差線形穩(wěn)壓芯片(LDO)
線形穩(wěn)壓芯片是一種最簡單的電源轉(zhuǎn)換芯片,基本上不要外圍元件。但是傳統(tǒng)的線形穩(wěn)壓器,如78xx系列都要求輸入電壓要比輸出電壓高2v-3v以上,否則不能正常工作,但是5v到3.3v的電壓差只有1.7v,所以78xx系列已經(jīng)不能夠滿足3.3v或2.5的電源設計要求。面對這類需求,許多電源芯片公司推出了LowDropoutRegulator,即:低壓差線形穩(wěn)壓器,簡稱LDO。這種電源芯片的壓差只有1.3-0.2伏,可以實現(xiàn)5v轉(zhuǎn)3.3v/2.5v,3.3v轉(zhuǎn)2.5v/1.8v等要求。生產(chǎn)LDO的公司很多,常見的有:ALPHA,Linear(LT),Micrel,Nationalsemiconductor,TI等
圖LT1530-3.35v轉(zhuǎn)3.3v/14A應用電路和效率圖
3. 直接采用電源模塊
考慮到開關電源設計的復雜性,一些公司推出了基于開關電源技術的低電壓輸出電源模塊,可靠性和效率都很高,電磁輻射小,而且可以許多模塊可以實現(xiàn)電源隔離。用戶只需要加很少的外圍元件即可使用。電源模塊最大的缺點是價格昂貴。 常見生產(chǎn)電源模塊的公司有:agere(原來朗訊的微電子部),Ericsson(愛立信),Vico(懷格)等等
三種電源方案的比較:
低壓差線性穩(wěn)壓器 | 開關電源 | 電源模塊 | |
優(yōu)點 | 所需外部元件數(shù)目少,使用方便,成本低,所需電路板空間小(不加散熱片時),紋波小,無電磁干擾 | 效率高(一般大于80%),輸入電壓范圍較寬,輸出功率大,價格比電源模塊便宜很多 | 效率高(一般大于85%),輸入電壓范圍較寬,輸出功率大,使用方便,電磁干擾小 |
缺點 | 效率很低(一般低于70%),功耗較大 | 設計較復雜,有電磁干擾,需要一定的設計能力 | 價格昂貴 |
最終應該采取何種電源設計方案,取決于我們設計的具體要求。通常小功率或?qū)﹄娫葱蕸]有要求的時候,可以采用LDO。 如對效率有較高要求,或電源功率較大,則應該使用電源模塊或自己設計開關電源,最終是采用電源模塊或自己設計開關電源,則取決于成本要求和自己的設計能力。
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