FPGA的60W~72W高密度电源的电气性能、热性能及布局设计之深入分析

　　在启动时，LTM4601 的软起动功能通过使输出电压缓慢上升至其标称值来防止产生大的浪涌电流。启动时间与 VOUT 和软起动电容器 (CSS) 之间的关系式为：

　　例如：在未进行裕度调节的情况下，一个 0.1μF 的软起动电容器将产生一个 8ms (标称值) 的上升时间 (见图 5)。

　　并联稳压器之间的均流在从启动至满载的全过程中实现了良好的平衡。图 6 示出了一个两并联 LTM4601 系统的均匀分布输出电流曲线，当每个 LTM4601 均上升至 10A 的标称输出电流时，该系统总共可提供 20A 的输出电流。

　　总之，DC/DC µModule 稳压器是独立且完整的系统，其外形尺寸与 IC 芯片相当。扁平、高效率和均流能力造就了适合新一代数字系统的实用型高功率解决方案。凭借平衡的均流和平稳均匀的启动操作，在 48A 输出电流条件下获得了十分出色的热性能。这款设计的简单易行最大限度地缩短了开发时间，同时节省了板级空间。

　　热性能和布局

　　通过并联 4 个 DC/DC µModule 稳压器提供 72W 功率

　　在本文的第一部分里，我们讨论了一款针对四 FPGA 设计的紧凑和扁平的 48A、1.5V DC/DC 稳压器解决方案。这种新方法采用了 4 个并联的 DC/DC µModule 稳压器 (见图 1)，以增加输出电流并实现各器件之间的均流。该解决方案所依靠的是这些 µModule 稳压器之间的准确均流，以通过在一个狭小的表面积内均匀地散逸热量来防止热点的出现。每个 DC/DC µModule 器件都是一个完整的电源，具有板上电感器、DC/DC 控制器、MOSFET、补偿电路和输入/输出旁路电容器。µModule 稳压器的占板面积仅为 15mm x 15mm，且高度仅为 2.8mm。这种扁平的外形可使空气在整个电路上顺畅地流动，同时将热量从电路去除 (图 7~10)。此外，由于其高度很低，因此这款解决方案不会对周围的组件产生热遮蔽，从而为实现整个系统的最佳热性能提供了进一步的帮助。