復雜電路系統電源及PDS設計

現代大型集成電路，比如CPU、大型FPGA等消耗的電流往往達到數安到幾十A，并且一些復雜系統電源種類(lèi)繁多，因此電源系統的設計是否合理往往成為系統能否穩定工作的關(guān)鍵。電源系統的設計應該包含電源評估、電源供電電路設計和功率分布系統（Power distribution system 簡(jiǎn)稱(chēng)PDS）三個(gè)方面。本文分別探討這三個(gè)方面的一般設計方法和思路。

一、電源評估
評估電源是電源系統設計的第一步，也是最重要的一步，決定了電源設計的成敗。在設計電源的時(shí)候應該已經(jīng)完成了整個(gè)系統的框圖設計并基本選定了其中重要的IC芯片，這時(shí)我們需要參考數據手冊Datasheet獲得每一個(gè)IC的工作電壓及消耗電流，并繪制下面這樣一張表：
表一、 IC電源評估表

1.電源類(lèi)型
電源類(lèi)型可以分為模擬和數字兩大類(lèi)，模擬電源是指為PLL、ADC/DAC等模擬電路供電的電源；而數字電源主要是為數字電路供電，它又可以分為核心電源（主要為集成電路的核心邏輯電路供電，比如FPGA 核心電、壓源）和I/O電源（主要為I/O接口供電），現代大型IC的供電一般核心電壓和I/O電源是分開(kāi)供電。
2.電壓值
電壓值一般包含最小、典型和最大值，一般設計的電路電源應該工作在典型工作電壓上，并且電源波動(dòng)范圍不應該超過(guò)最小和最大值的范圍。
3.電流
在設計電源時(shí)電流值應該考慮最Worst的情況，比如大型FPGA系統電流可能會(huì )隨著(zhù)使用邏輯門(mén)的多少而相差很多；在設計供電電路時(shí)在評估的最大電流基礎上要提供一定的設計余量。