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AR# 21739

Virtex-4 RocketIO - 推奨される電圧レギュレータ

説明

キーワード : MGT, FX, errata, CES2, CES3, AVCCAUXTX, AVCCAUXRX, analog, エラッタ, アナログ

1.1V 電源インプリメンテーションに推奨するレギュレータを示します。これは、次のサイトの『 Virtex-4 XC4VFX20CES2/3 および XC4VFX60CES2/3 のエラッタ』でも紹介されています。
http://japan.xilinx.com/support/documentation/virtex-4.htm

メモ : ザイリンクスでは、これらのレギュレータを、1.2V 電源インプリメンテーションにも推奨します。Virtex-4 データ シートでも紹介されています(製品デバイスの要件)。

ソリューション

1

概要

『Virtex-4 XC4VFX20CES2/3 および XC4VFX60CES2/3 のエラッタ』では、AVCCAUXTX および AVCCAUXRX の電源は 1.1V +/-3% に設定するように記述されており、データ シートの推奨する 1.2V +/-5% と異なります。

デバイス

表 1 に、Maxim 社の MAX8556/MAX8557*、Linear Technologies 社の LTC3026、および ON Semiconductor 社の NCP5663 Low Drop-Out (LDO) 電圧レギュレータの仕様を示します。

表 1 : MAX8556/8557、LTC3026、および NCP5663 デバイスの説明
表 1 : MAX8556/8557、LTC3026、および NCP5663 デバイスの説明


次の 3 つのセクションで、これらの 3 つのデバイス タイプでのインプリメンテーションについて詳細に説明します。

2

Maxim 社の MAX8556/8557

一般的な 1.2V 出力の MAX8556/8557 動作回路を図 1 に示します。

図 1 : MAX8556/8557 動作回路の例
図 1 : MAX8556/8557 動作回路の例


図 1 の 1.2V 回路で、R2 と R3 を次のように変更すると、1.1V 出力を生成できます。

R2 = 1.2 * R3

この式から、次が求められます。

R3 = 1k オーム
R2 = 1.2k オーム

精度を最適にするため、抵抗の許容度 0.1% が使用されます。

ドロップアウト (VIN = VOUT + VDO) での動作は推奨されません。正確な調整を行うため、VDO より最低 100mV の追加保護領域分高く保持する必要があります。

出力電圧の選択

MAX8556 および MAX8557 のレギュレータは、0.5V ~ 3.4V の範囲で出力電圧を調整できます。出力電圧は、図 1 (およびほかの 2 つのデバイス タイプの回路例) に示すように、センタ タップが FB に接続された出力から GND への外部抵抗分割器を使用して設定されます。

軽負荷で安定性が必要な場合は、R3 =< 1k オームが選択されます。R2 は、次の式で求められます。

R2 = R3*(VOUT/VFB - 1)

ここで、VOUT は使用する出力電圧、VFB は 0.5V です。

3

Linear Technology 社の LTC3026

1.2V 出力で動作するようコンフィギュレーションされた LTC3026 の例を、図 2 に示します。

図 2 : LTC3026 1.2V 出力の回路例
図 2 : LTC3026 1.2V 出力の回路例


図 2 に示す 1.2V 出力用の LTC3026 動作回路で、R1 と R2 を次のように変更すると、1.1V 出力を生成できます。

R2 = 1.75 * R1

この式から、次が求められます。

R1 = 4.3k オーム
R2 = 7.5k オーム

精度を最適にするため、抵抗の許容度 0.1% が使用されます。

ドロップアウト (VIN =< VOUT + VDO) での動作は推奨されません。正確な調整を行うため、VDO より最低 100mV の追加保護領域分高く保持する必要があります。

4

ON Semiconductor 社の NCP5663

一般的な NCP5663 操作回路の例を図 3 に示します。

図 3 : NCP5663 電圧レギュレータ回路
図 3 : NCP5663 電圧レギュレータ回路


VOUT = 1.1V の場合は、R1 = 1.222 * R2 です。精度を最適にするため、許容度が 0.1% の抵抗が使用されます。

この LDO レギュレータの最大定格のドロップアウト電圧は、最大電流で 1.3V です。ドロップアウトでは、出力調整の仕様は保証されません。ドロップアウトでの動作は、+/-3% の許容度を満たさないので、お勧めできません。このため、1.1V 出力を使用する場合は、2.6V 以上の入力電圧が必要です。1.2V 出力を使用する場合は、2.7V 以上の入力電圧が必要です。

これらの電圧は標準的なものではなく、通常は使用できないので、一般的には最も近い標準電圧 (3.3V) が使用されます。これは出力でかなりのオーバーヘッドとなり、レギュレータからの電力損失も増加します。3.3V を使用すると、1.1V の出力ではレギュレータ回路の効率が 33% に低下します。レギュレータを正しく動作させるためには、ボードに適切な熱分散の機構を組み入れる必要があります。

5

リニア レギュレータは、過剰な電圧を熱に変換します。リニア レギュレータ チップによる電力消費は、P = ILOAD * (VIN - VOUT) です。

最大定格の負荷電流は、最大許容損失を超えない場合にのみ達成されます。デザインを機能させるには、最大負荷および最大許容損失のどちらの値も超えないようにする必要があります。

パッケージの最大許容損失は、PMAX = (MaxTj - Ta) / theta-ja で求められます。
- LTC3026 は許容損失 theta-ja 40℃/W で、125℃ MaxTj まで動作可能です。これは、25℃ Ta で 125℃ の最大ジャンクション温度を満たすには、全体の許容損失が 2.5W であることを意味します。
- MAX8556/8557 の theta-ja は 30℃/W です。25℃ で 125℃ のジャンクション温度の場合、パッケージの最大許容損失は 3.3W です。
- NCP5663 の theta-ja は 45℃/W です。ジャンクション温度が 125℃ の場合は、パッケージの最大許容損失は 2.2W です。

そのため、最大電流負荷付近では、これらのデバイスの VIN は 1.5V に制限することをお勧めします。また、製造者のガイドラインに従い、適切な熱分散の機構を組み入れることが重要です。

これらのデバイスのデータシートは、製造者の Web サイトからダウンロードできます。

Maxim 社の MAX8556/8557 :
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX8556-MAX8557.pdf

Linear Technologies 社の LTC3026 :
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1003,C1040,C1055,P9891,D7038

ON Semiconductor 社の NCP5663 :
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP5663.PDF
AR# 21739
日付 12/15/2012
ステータス アクティブ
種類 一般
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