負載點(diǎn)降壓穩壓器及其穩定性檢查方法

　　引言

　　即使擁有簡(jiǎn)單易用的器件配合，但有時(shí)候仍然很難單憑計算去預計控制環(huán)路的穩定性。然而，有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法可以在無(wú)需使用昂貴的網(wǎng)絡(luò )分析儀下，計算出任何開(kāi)關(guān)電源的0dB交叉頻率及相位裕度。下面，我們將解釋設立測試電路的方法，以及除了負載瞬態(tài)測試外，還有什么方法可更深入了解某設計的控制環(huán)路穩定性。

　　負載點(diǎn)穩壓器的特性

　　一般的負載點(diǎn)電壓調節都會(huì )把諸如是5V的低輸入電壓降低至2.5V、1.8V、1.1V或甚至更低的輸出電壓，而不少要求低輸入電壓的應用均傾向使用大電流。FPGA及ASIC這兩種電路是設有負載點(diǎn)穩壓器的典型電源負載的例子，它們均具有特殊的電源管理要求，尤其是高性能的FPGA，一般均要求多個(gè)電源軌，例如芯核和輸入/輸出需要兩個(gè)電源軌是很常見(jiàn)的情況?？墒?，有些FPGA需要的電源軌數量更多，其真正的電流要求則視FPGA的實(shí)際用途而定。對于某些FPGA來(lái)說(shuō)，其他需要注意的地方包括供電電壓的單調啟動(dòng)及各電源軌的上電定序。

　　基于以上的要求，單靠一個(gè)電源管理電路實(shí)不足擔當FPGA或類(lèi)似負載的負載點(diǎn)電源。美國國家半導體的LM20000負載點(diǎn)穩壓器系列具備各種規格，能夠在設計過(guò)程中互相替換。假如FPGA的最終代碼在開(kāi)發(fā)期間被修改或被要求需要更大的電流時(shí)，可以改用LM20000系列中具備更大電流額定的成員，而此期間無(wú)需再花時(shí)間重新設計，因為系列中所有成員的特性均相互近似。假如一個(gè)系統采用多個(gè)不同的開(kāi)關(guān)頻率，便很容易產(chǎn)生諸如差拍現象等頻率問(wèn)題，而通過(guò)將多個(gè)負載點(diǎn)穩壓器同步化便可解決這一問(wèn)題。這些穩壓器將會(huì )起動(dòng)進(jìn)入一個(gè)具備單調斜波特性的預偏置負載，以防止出現某些FPGA或ASIC的鎖存或類(lèi)似行為。配合軟啟動(dòng)及追蹤功能，便能夠根據個(gè)別FPGA或ASIC的類(lèi)型來(lái)緊密控制起動(dòng)。圖1所示為一個(gè)典型的大電流負載點(diǎn)電源的例子。由于電源管理電路內同時(shí)包含了高邊及低邊功率晶體管，因此只需選用少量的外置元件及進(jìn)行簡(jiǎn)單的優(yōu)化程序便可。