空间受限应用的最高功率密度、多轨电源解决方案

在通信基础设施中，毫微微蜂窝和微微蜂窝的兴起推动基站向更小型化方向发展，这对数字基带、存储器、RF收发器和功率放大器的供电提出了复杂要求，必须在最小的面积中提供最高的功率密度，如图1所示。典型的小蜂窝系统需要密度非常高的电源，它能以快速瞬变响应输送大电流以便为数字基带供电，同时利用低噪声、低压差调节器(LDO)为AD9361 RF捷变收发™、温度补偿晶体振荡器(TCXO)和其他噪声关键电源轨供电。将开关稳压器的开关频率设置到关键RF频段以外可降低噪声，并且同步开关稳压器可确保拍频不影响RF性能。降低数字基带的内核电压(VCORE)可将低功耗模式的功耗降至最低，电源时序控制则可确保数字基带在RF收发器使能之前上电并运行。数字基带与电源管理之间的I2C接口允许改变降压调节器的输出电压。为提高可靠性，电源管理系统可以监控其自身的输入电压和芯片温度，向基带处理器报告任何故障。

图1. 小型基站需要多种电源

同样，医疗和仪器设备(如便携式超声设备和手持式仪器)的趋势也是尺寸越来越小，要求在更小的面积上以更有效的方式为FPGA、处理器和存储器供电，如图2所示。典型的FPGA和存储器设计需要密度非常高的电源，它能以快速瞬变响应输送大电流以便为内核和I/O电源轨供电，同时通过低噪声轨为锁相环(PLL)等片内模拟电路供电。电源时序至关重要，应确保FPGA在存储器使能之前上电并运行。带精密使能输入和专用电源良好输出的稳压器支持电源时序控制和故障监控。电源设计师通常希望将同一电源IC用在不同应用中，因此，必须能够改变电流限值。这种设计重用可大幅缩短产品上市时间——任何新产品开发流程中的关键要素之一。

图2. 为基于FPGA的系统供电

考虑具有1路12 V输入和5路输出的FPGA的多轨电源管理常见设计规格：

内核电轨：1.2 V (4 A)

辅助电轨：1.8 V (4 A)

I/O电轨：3.3 V (1.2 A)

DDR存储器电轨：1.5 V (1.2 A)

时钟电轨：1.0 V (200 mA)