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实例解析FPGA电源电路设计

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简介：
本文章通过具体案例深入浅出地讲解了FPGA电源电路的设计流程与关键点，旨在帮助电子工程师掌握FPGA供电方案的选择和优化技巧。 我们选择的Cyclone IV系列FPGA器件整体功耗较低，因此为了获得更好的低纹波电源性能，如图2.10所示，我们使用了4颗LDO来产生FPGA所需的3.3V、2.5V、1.8V和1.2V这四档电压。

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  • 实例解析FPGA电源电路设计
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    本文章通过具体案例深入浅出地讲解了FPGA电源电路的设计流程与关键点，旨在帮助电子工程师掌握FPGA供电方案的选择和优化技巧。 我们选择的Cyclone IV系列FPGA器件整体功耗较低，因此为了获得更好的低纹波电源性能，如图2.10所示，我们使用了4颗LDO来产生FPGA所需的3.3V、2.5V、1.8V和1.2V这四档电压。
     
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    本实战项目深入剖析了Buck电路的设计原理与应用案例，通过具体实例讲解其工作机理、参数选择及调试技巧，旨在帮助读者掌握Buck变换器的实际设计方法。 本段落将深入探讨Buck电路设计这一实战项目，它是电源技术初学者的重要学习资源之一。Buck电路是一种降压直流-直流转换器，在各种电子设备中广泛应用，用于从高电压到低电压的转换，以满足不同组件的供电需求。 我们将关注如何设计一个具备低静态电流和低噪声特性的Buck电路。这涉及到两个关键指标：纹波和待机电流。纹波指的是电源输出电压中的交流分量；小于10mV的纹波意味着极高的电源稳定性，并能提供纯净直流输出，这对敏感电子设备尤为重要。而将待机电流控制在5uA以下，则表明电路在非工作状态下具有非常低的功耗，这对于电池供电或节能应用来说至关重要。 设计高效的Buck电路时，采用创新技术可以显著减少电磁干扰(EMI)的影响。例如，通过使两个高电流环路相互抵消磁场的方式实现类似金属屏蔽的效果，并降低对外部环境的电磁影响。Analog Devices公司的Silent Switcher平台就是这样的一个例子，在不牺牲效率和尺寸的情况下提升了20dB的EMI性能。 此外，Silent Switcher技术还能消除开关振铃问题——这是在开关电源中常见的一个问题，会导致额外功率损耗及增加EMI噪声。通过优化电路设计（例如使用内部旁路电容器以及可选扩频调制）可以进一步提高效率，并降低边沿的噪音水平，从而实现更安静和稳定的电源转换。 实际应用表明，在简单的双层PCB板上也能达成低电磁干扰的设计目标。例如，LT8650S演示电路展示了在遵守严格的CISPR 25 Class 5标准的同时仍能在双层版设计中完成这项任务；Silent Switcher II架构的LT8609S则证明了即使是在12V到5V、2A转换且以高频（如2MHz）切换的情况下，亦能保持低噪声和高性能。 Buck电路的设计是一个涵盖电磁兼容性设计、高效能量转化技术以及降低噪音控制等多个方面的实践过程。通过学习与实际操作经验积累，工程师们能够掌握这些关键技能，并最终创造出符合高标准要求的电源解决方案——包括性能卓越、功耗极小及EMI低等特性。
     
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