数字高性能负载应用的智能全集成数字电源解决方案

　　Altera旗下Enpirion品牌的PowerSoC采用独特的MEMS电感集成技术和EDMOS开关管集成技术，在实现高功率密度和更高效率性能的目标上大大前进了一步。其能够满足高性能、大功率空间受限电源设计面临的巨大挑战。

　　其实，大功率POL稳压器是空间受限电源设计的一个很好的例子。这种类型的电源在大型系统板上一般放在非常靠近微处理器、FPGA或者ASIC的地方，为这些器件提供全部所必需的功率。大型数字器件常常需要范围为几安培至100安培以上的电流。大型系统板常常需要几个这样的POL电源，因此为这些电源设计中的每一个分配空间带来了挑战。除此之外，系统板的背面常常是高度受限的，一般不适合电源设计。分立电源转换器一般会利用系统板的两面实现紧凑型设计，而传统电源模块设计由于其高度太高，将仅限于系统板正面。Altera新推出的一系列电源集成方案都实现更低的方案尺寸和器件高度，非常适合空间受限的大型功率应用，例如可提供连续输出电流30A的数字电源方案EM1130。该产品集成电感、开关MOSFET、控制器和补偿回路，整体器件尺寸只有11mm×17mm，高度仅有5mm，整个方案整体的占位面积小于360mm2，并有进一步缩小方案尺寸的潜能。



           图1 全集成的30A数字电源EM1130以及方案占位图

另外一个引人注目的用于POL DC/DC转换的IC是EC7401.该器件是一个4相同步降压型开关控制器，具有跟踪功能，用于驱动外部互补功率MOSFET。其具有MOSFET VDS检测的恒定功率，电流模式架构消除了对电流检测电阻的需求，降低了成本并提高了工作效率。让多个Powertrain ET4040以异相工作，最大限度地降低了由输入电容器ESR引起的功率损耗和噪声。EC7401+ET4040方案还极大地降低了输入和输出电源上的峰值辐射和传导噪声。这使符合国际EMI标准更加容易，100%占空比能力提供了低压差工作性能。

　　由于在一个给定机箱内的空间和冷却受限，以及需要正确的电源跟踪以改善系统可靠性等多种限制因素，用于大功率的POL DC/DC转换器的设计工程师面临很多挑战。尽管市场上产品设计周期在日益缩短，因为Altera的PowerSoC系列产品易于使用，所以可以缩短产品从开发至上市的时间，并最大程度地降低了设计难度。