FPGA ・ DSP 向け低電圧・大電流対応電源

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最終更新日：2012年3月28日

FPGA や DSP 向けに必要とされる電源は低消費電力対応の為、低電圧・大電流対応が求められています。低電圧・大電流対応に求められる電源性能は、

　　　1）低電圧出力 0.8～0.9V

　　　2）高精度 ±3%

　　　3）負荷応答性

です。これらの要件を満たす電源の選定および基板設計が重要となります。

選定のポイント

低消費電力化の為 FPGA や DSP は、低電圧対応が必須となってきています。

現在、電源モジュールは 0.8V までは対応可能なものが市場にはラインナップされています。

ここで最も気をつけるべきポイントは、電源精度です。

電源精度が ±3% や 5% に対応できる電源であるか確認が必要です。

特に、電流が大きくなってきている為、Load Regulation を確認する必要があります。

Load Regulation とは負荷（IC）の電流値が大きくなると出力電圧が低下して出力電圧が変動する特性のことです。設計をした際には実負荷の電流値に合わせて出力設定電圧を調整することが望まれます。

高速負荷応答性電源が FPGA 設計には必須ではありません。

多くののシステムの場合、FPGA 内部の論理回路の組み方は電流の大きな急変が無い場合がほとんどです。

ただし、システムを低消費電力化するために Sleep Mode やクロック・スピードを Low→High と切り替えるシステム設計をしている際は注意が必要です。

FPGAが必要としている電流が、1A→3A に急激に変動し電源の応答性が追従できない場合や、PCB のインダクタンスにより電源と FPGA 間のインピーダンスが増加し電圧がドロップする可能性があります。これは、FPGAの誤動作の原因となる可能性があります。

これを回避するには、

　　　1) スイッチング周波数が高い DC/DC 電源を選択する。

　　　2) 出力インピーダンスが低い DC/DC 電源を選択する。

　　　3) 電源と FPGA 間に大容量のコンデンサを配置する。

という方法で対策します。

1) の場合は、電源のStart Upが早い場合があるため、FPGAやDSPに流れ込むラッシュ電流に気をつける必要があります。

3) の場合は、コンデンサへ流れ込むラッシュ電流に気をつける必要があります。

アルティマで取り扱いの SynQor社（本社：米国ボストン）の電源が、低電圧化対応の高精度な電源として推奨できます。

特徴は、±3% の高精度を実現し出力のインピーダンスも低く高速負荷応答対応です。

また、内部に保護回路も充実している為、負荷電流の戻りによる電源の破壊防止機能が有り不具合対策も万全です。

　　　低電圧化対応の高精度な電源 SynQor 製品は、医療装置で多くの採用実績があります。

　　　医療装置で SynQor が選ばれる理由は次のとおりです。

　　　お使いのアルテラデバイスファミリーとデバイス消費電力に合わせてFPGA向け電源ソリューションを

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