電源設計從在FPGA上實現的概念證明開始，現在到了必須創造電源的時候。一個隔離式電源模塊提供12V電源，為先進的ASIC、微控制器、FPGA和各種其他元件供電。一如既往，這些元件實際上充滿了電路板的空間，提供充分的電力、穩定性、熱性能、低噪聲及可靠性需要挑戰物理定律。而你只有一個星期時間來創造這個電源。（嘆息）沒錯，就是這樣，好戲開場了！

 

由于ASIC、微控制器和FPGA的大電流要求，你可以使用基于分立元件的電源（一種分立和集成式的組合）或基于模塊的解決方案。當解決方案規格和外形固定時，成本、設計工作量和性能之間的權衡是必須考慮的條件。不過，當FPGA和微碼選項仍然未知并在最后一刻前有可能變化時，時間就成為關鍵因素，有可能出現不可預見的開發延遲。

 

在使用分立元件來設計你的電源時，當你思考需要考慮的所有元件，你就會很快意識到電源模塊能夠提供的價值。在分立方案下，挑選合適的PWM控制器、FET、電感器、補償方案和其他支持元件都需要時間，從而使設計周期變長。

圖1. 分立電源框圖

 

此外，對電路板進行合理布局需要的時間，以及所涉及的持續元件采購成本和時間都是電源模塊能夠為設計你的電源解決方案帶來顯著優點的所有重要原因。

 

由于系統設計要求、電路板空間緊張和你的概念本質，你決定項目應當采用基于模塊的解決方案。電源模塊可提供完全集成的DC/DC穩壓器。這意味著控制器、FET、電感器和補償電路全都包含在單個封裝之內。模塊可以是模擬式、帶數字包封的模擬式或純數字式。

圖2. 電源模塊實現。

 

對于你的設計，你決定選擇ISL8270M數字DC/DC電源模塊。該模塊可提供25A連續輸出電流，無需風扇或散熱器。熱增強的高密度陣列（HAD）模塊能夠將熱直接消散在電路板中。模塊的ChargeMode數字控制可響應單個開關周期內的瞬態負載，無需補償。另外它還能夠最小化輸出電容，以增加設計的密度。像ChargeMode這樣的功能可讓設計始終保持穩定，無論溫度或輸出電容及負載如何變化。

圖3. ISL8270M是完整的數字開關模式電源。通過添加輸入/輸出電容器來完成設計。

 

引腳設置（Pin strap）模式允許對預編程配置進行快速變更。對于該電源模塊，使用名為PowerNavigator的圖形用戶界面（GUI）設計工具來簡化設置和配置。該工具使變更數字電源設計的特性和功能變得容易，無需編寫一行代碼，從而確保設計能在一星期的最后期限之前完成！

 

設計的概念證明對電源設計工程師始終是個挑戰，沒有堅強的神經是不成的。當系統電源發生變化時會出現無休止的障礙，如由于誤差和性能改進的電壓變化，或者由于誤計算和FPGA及微控制器的不斷調整的電流變化。對電源設計工程師來說，這些變化意味著進一步的密度和熱考慮，但最壞的情況是，這意味著令人畏懼的補償網絡重新計算。使用該數字電源模塊的ChargeMode特性，你能拋開你的計算書、計算尺、高檔計算器和不再惦記用智能手機尋求技術支持。瞧，電信系統電源設計就這樣在不到一周內完工！