面向Zynq IIoT應(yīng)用電源解決方案參考設(shè)計解析

Xilinx Zynq-7000全可編程SoC器件自從面向市場以來受到了很大歡迎，被應(yīng)用到很多系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，是針對各類系統(tǒng)設(shè)計問題的最智能化解決方案，無與倫比的集成、高性能和低功耗等優(yōu)勢。與此同時這也給電源模塊的設(shè)計帶來了很大考驗，美國芯源系統(tǒng)有限公司(Monolithic Power Systems, 簡稱MPS)為此設(shè)計了一個電源模塊。采用了6個MPS電壓轉(zhuǎn)換校準(zhǔn)芯片，分別是3個MPM3630 3A轉(zhuǎn)換器、1個MPM3610 1A轉(zhuǎn)換器和2個LDO轉(zhuǎn)換器。(圖1 MPS公司設(shè)計的Zynq-7000 SoC電源模塊)

該電源模塊共有12個電壓通道輸出，輸出的電源電壓分別包括0.75V、1.0V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V，完全滿足Zynq SoC器件的電源需求。

圖2 MPS公司Zynq電源解決方案設(shè)計模塊圖

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除此之外，TI公司也專門定制了Zynq-7000電源模塊，使用了多個LMZ3系列模塊、多個LDO和一個DDR終端穩(wěn)壓器提供為FPGA供電時需要的所有電源，同時還具有一個用于加電和斷電排序的LM3880。此電源模塊還支持DDR3存儲器件。重要的是此設(shè)計為模塊設(shè)計方便調(diào)用。輸入電源為12V，輸出電流可高達3A，輸出電壓包括1V、1.2V、1.35V、1.5V、1.8V、2.5V、5V，也能夠完全滿足FPGA的使用。

圖3 TI公司設(shè)計的Zynq-7000 SoC電源模塊

該模塊采用的電源管理器件包括：

LM3880：電源序列發(fā)生器

LMZ31503：采用QFN封裝具有4.5V-14.5V輸入的3A SIMPLE SWITCHER電源模塊

LMZ31520：20A SIMPLE SWITCHER電源模塊

LP2998：DDR3終端穩(wěn)壓器

TPS560200：SOT23 封裝的 4.5V 至 17V 輸入、500mA 同步降壓轉(zhuǎn)換器

TPS7A3501DRV：正電壓、低噪聲(3.8?VRMS) LDO，可為 1A 負載供電，非常適合無噪聲電源解決方案。