基于PTH05010的低电压大电流电源解决方案西安电子科技大学 齐志强　　对于一个实际的电子系统，电源部分是不可缺少的，也是至关重要的。因为一旦电源出了问题，很容易烧毁芯片，损失金钱且浪费时间，所以在电源的挑选上必须慎之又慎。挑选电源时不仅要关心输入电压、输出电压和电流，还要仔细考虑系统总的功耗、电源的稳定性、电源实现的效率、电源部分对负载变化的瞬态响应能力、关键器件对电源波动的容忍范围以及相应的允许的电源纹波，还有散热问题等。　　现在大型FPGA等电子器件得到了日益广泛的应用，FPGA的功耗一般比较大，工作电压却很低，所以电流一般比较大，特别是系统启动时瞬时电流很大，这就对电源提出了新的要求。目前市场上的电源芯片一般工作电流都是几个安培，10安培以上的芯片很少，而且一般电压不会做的很低，本文将就一种低电压大电流的电源解决方案做一简略介绍。表1为TI提供的ALTERA的StraixⅡ系列FPGA内核I/O电源参考。　　从表1中可以看出，FPGA的内核及I/O工作电流都可达十几安培甚至更高，而工作电压一般在1.2～3.3V。分析了系统需要的具体技术指标，就可以来选择合适的电源实现电路了。一般直流转换电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源虽然具有优良的纹波及动态响应特性，输出纹波小，但是效率不高，其工作效率仅为30%～50%，发热量大，需要加体积庞大的散热片，可提供的电流相对较小，其过载能力也很差。开关稳压电源的功耗极低，效率高，其平均工作效率可达70%～90%，发热量小，稳压范围宽，但纹波大，在输出端并接稳压二极管可以改善，另外还会产生尖峰脉冲干扰，可在电路中串联磁珠来改善。本次设计要求输入为5V直流电压，输出分别为1.2V和3.3V，电流均要求可达12A。由于电流较大，采用线性稳压电源效率低，发热量大，所以选用PTH05010开关电源模块。虽然FPGA不要求内核电源和I/O电源之间有特殊的上电顺序, 但是从系统级考虑，总线竞争就要求按顺序上电。这种情况下, 内核电源的上电就应当同步或提前于 I/O。如果只有内核获得供电, I/O没有供电, 对芯片不会产生损害, 只是没有输入输出能力而已；如果反过来, 周边I/O得到供电而内核没有加电，将是非常危险的。所以本设计加入了TPS3808监控电路，以确保两种输出电压同时输出，同时还具有低压保护及系统复位的功能。芯片简介　　PTH05010是由TI公司推出的一款5V输入，输出电压可调的电源模块，其输出电流可达15A。该系列电源模块的引脚兼容，使用方法也一致，便于替换。PTH05010电源模块主要特性包括：输入电压范围4.5～5.5V，输出电压0.8～3.6V，开关频率275～325kHz，最大稳压误差……