解決開關模式DC-DC轉換器的噪聲和空間問題的PowerSoC

降噪策略

減少輸入交流電流回路的半徑。通過在較高頻率一側開關以使用較小尺寸的陶瓷濾波電容，即可達到此目的。同樣應注意，如上文所述，開關頻率越高，開關損耗也越大。

傳導性EMI

傳導性EMI有兩個主要來源：首先是輸入電壓干線產生的快速開關輸入電流，它會造成電源紋波(差模)和接地彈跳(共模)EMI;其次則是在電路板PCB引線上的電感器磁通泄漏耦合。

降噪策略

●使用大小合適的輸入濾波電容供應或過濾高頻交流電源，以便盡可能降低電源干線上的電流。

●將輸入交流電流回路中的寄生電感和 ESL 降至最低。這可以通過在開關頻率較高的一側操作實現，這樣就可以使用低 ESL 的陶瓷電容器，從而縮小回路半徑。需要再次強調的是開關頻率越高，開關損耗也越高。

●讓輸入濾波電容的 PCB 引線盡可能短且寬以降低引線電感。

●使用屏蔽式電感器以降低磁漏。

PowerSoC作為降噪策略

Enpirion于2004年推出全球第一個PowerSoC .PowerSoC在單個IC套件中集成了完整的直流 - 直流轉換器，包括控制器、柵極驅動器、MOSFET開關、高頻去耦，以及最重要的電感器。大多數 PowerSoC 只需要輸入和輸出濾波電容，因此整個解決方案既簡單又輕巧。

●使用專用的深亞微米高頻 LDMOS 既可實現低開關損耗，又能集成整套的控制、驅動和開關元件。低開關損耗可以實現高開關頻率，例如 5MHz.

●高密度、高磁導率、小體積的磁性元件可以實現最低的交流損耗和低直流電阻。小體積的磁性元件和磁結構具有自屏蔽特性，可以降低磁漏。高開關頻率則允許使用尺寸非常小的電感器。

●高開關頻率還允許使用小型的輸入和輸出濾波電容，這樣一來，可以縮小輸入和輸出交流回路的尺寸，從而降低紋波和 EMI.

●套件布線經過設計可進一步縮小輸入和輸出交流濾波回路的半徑，從而盡可能降低輻射性和傳導性 EMI 以及紋波。

●套件設計包括射頻技術，旨在盡可能降低內部電路元件內的寄生阻抗以保持套件內的高頻交流電源。

PowerSoC結果與離散實現方案

　　圖3–6展示了 PowerSoC 與離散式直流 - 直流轉換器實現方案的對比結果。

　　采用Enpirion PowerSoC的供電Rocket IO應用實例

　　設計制造的子板插到Virtex 5開發板上（圖7）。對采用Enpirion裝置驅動的開發板和線性穩壓器執行同樣的抖動測量。分別測量Enpirion PowerSoC有兩級濾波和無兩級濾波的效果。抖動測量結果如表1所示。

　　結論

　　對FPGA設計師而言PowerSoC代表強效的新型工具。這種裝置能夠有效減少從基于線性穩壓器的電壓轉換器向更高效的開關模式轉換器轉變過程中面臨的諸多問題。 PowerSoC具有和線性穩壓器相似的覆蓋區域，易于設計，同時也擁有開關模式轉換器的高效率，卻可免去離散式轉換器實現方案的噪聲和復雜度。