長い距離のために、低電圧(1.2V)と高電流(2.6A)を送信する方法?


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DSPに1.2Vを供給したい。このDSPは、全負荷時に2.6アンペアの電流を必要とします。このDSPの電気的仕様に基づく最小電源は1.16Vです。これは、電源プレーン、トレース、およびコネクタによって引き起こされる最大電圧降下が40 mVを超えないことを意味します。

私の場合、電源とDSP間の距離は約8000ミル(〜20 cm)であり、この電源は100 mOhmsを追加する2つのコネクタを通過するため、これを達成するのは非常に難しいことがわかりました。したがって、ドロップは260 mV(100 m x 2.6A)平面インピーダンスでのカウントなし。次の図に示すように、私のケースの簡単な回路図を描きました。

問題を示す簡単な回路図

私の質問は:

  • 総距離はわずか20 cmですか?または、実際の距離が40 cmになるようにリターンを追加する必要がありますか?( ずっと悪いです :( )

  • この問題を解決するにはどうすればよいですか?ソースとDSPとの間の距離が20cm未満であることができないことを知ります。DSPの横に別のレギュレーターを追加する必要がありますか?またはそれは、このドロップを補うために、わずかに大きな電圧を発生させるために良いですか?(必要に1.2Vの供給は、他のコンポーネントに存在するとDSPから異なる距離にあります)。

  • どのようにしてR(面)上記のように画像に示すように、平面インピーダンスを計算することができますか?

#編集1:

ポイント1に関しては、[OK]を、総距離は現在、残念ながら40センチメートルです。

高抵抗の主な要因であるコネクタの抵抗を減らす解決策を考えました。コネクタのデータシートによると、ピンの抵抗は25ミリオームで、余分な空きピンがあるので、8ピンを使用して1.2Vを送信し、8で割るようにしますが、今は質問です。この抵抗がピンだけのものなのか、嵌合後の合計なのかわかりませんか?そして、交配した後、それらを直列または並列抵抗として扱われるべき?


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1つ目は、DSPのGNDが戻り線の電圧の影響を受けるゴングであるため、それよりもはるかに高くなります。これは実際には、入力により高い電圧が必要であることを意味します。全体の状況は単純に「DSPの隣のレギュレーター」と叫びますが、DSPの近くでノイズの問題が予想される場合、スイッチャーの設計は難しくなり、線形のスイッチは見つけるのが難しくなります。
AndrejaKo

プレーンインピーダンスについては、ボードがある場合は次のようなものを試すことができます。定電流源を入手し、1 Aに設定し、電源の代わりに接続し、DSPのVccおよびGNDパッドを短絡し、電圧降下を測定しますソースとVccピンの間、そしてGNDピンとソースのもう一方の端の間。これから、抵抗の計算が簡単になり、ほとんどのマルチメータは低抵抗の測定よりも低電圧の測定の方が優れているはずです。あなたが言うのLM317を使用して、簡単な定電流源を作ることができます。
AndrejaKo

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抵抗を測定できない場合は、インターネット上の銅抵抗テーブルの1つを見つけて平面の抵抗を計算し、銅の体積(またはテーブルの種類に応じて表面積)を計算することができます平面上に)取得し、乗算、それ銅の特定の抵抗による
AndrejaKo

Andrejako、私には良い答えのようなものな音。
Kellenjb

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接続抵抗が嵌合し、ピンとソケットのためのものです。あなたがそれらのNを使用した場合、抵抗は約Nのファクタでダウン
ラッセル・マクマホン

回答:


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一般に、最終調整電力を任意の距離にプッシュしようとすることはお勧めできません。あなたの場合、明らかに動作しません。はい、リターンパスは負荷と直列であるため、総抵抗に追加されます。正電源にコネクタがあり、地面にはないのは奇妙です。これが固定設置の場合、ワイヤを一端から他端にはんだ付けしないのはなぜですか?

あなたが持っているように、特に、低電圧、高電流で、分散調整電力の必要性に対処するための良い方法は、高い大まかに調整された電圧を配布し、ローカルで最終しっかり調整された電圧を作ることです。これは2つの便利なことを行います。

  1. いずれにしても最終的な電圧に調整されるため、より高い電圧の分配の低下は問題になりません。他方の電圧が少なくともそのレギュレーターが正しく機能するために必要な最小値であることを確認する必要がありますが、そのヘッドルームは通常簡単に組み込むことができます。

  2. ローカルレギュレーターがスイッチャーの場合、電圧が高いほど電流が少なくなります。つまり、距離に沿った電圧降下も少なくなり、電力の浪費と処理する熱が少なくなります。

それでは、1.2V電源はどこから来るのでしょうか?どこかに降圧コンバータを使用すると、おそらくより高い電圧が得られます。そのより高い電圧を距離を渡って送信し、DSPに降圧レギュレータを配置します。これにより、メインボード上の1.2V電源の要件が緩和されることに注意してください。2個の小型降圧レギュレータは、1個の大型レギュレータよりも依然として高価ですが、両方を小型にすると多少助けになります。また、損失から熱を分散するため、通常は対処が容易になります。

コメントへの応答として追加されました:

本当に負荷によってローカルレギュレータを配置できない場合、次の最善策はセンスラインを戻すことです。この行は、遠端の実際の電圧がメインボードのレギュレータに戻ることを報告します。この電圧はフィードバックとして使用されるため、遠端の電圧は調整されます。負荷への道の電圧降下を克服するために、レギュレータの電圧は必要に応じて自動的に高くなります。センスラインには電流がほとんど流れないため、これらの電圧降下は発生しません。これは単なる電圧フィードバック信号です。

アース接続でも大幅な電圧降下が発生する可能性がある場合は、さらに注意が必要です。2本のセンスラインを使用し、それらを電源で差動的に扱う場合があります。場合によっては、順方向と逆方向の電圧降下がほぼ等しいと想定し、センス回路に少しゲインを追加します。公称総電圧降下を補償するために電源の出力を少し高く設定するだけで、その周辺で積極的に調整しようとしない場合があります。


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おかげでたくさんのオリンは、あなたは私、私は、回路図を描くにやった間違い、その結果、計算ミスを示しました!電力線の同じ抵抗をリターンパスに追加し、再計算する必要があります。これらの低電圧では、最終的な安定化電源が特に負荷に近い方がはるかに良いことに同意しますが、機械的な制約により、2つのボードに分割することを余儀なくされ、電源レギュレータを近くに配置する十分なスペースがありませんロード:/
アブデラ

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わあ、それだけです!私のレギュレーターにはこのセンスラインがありますので、それを使用します。このピンをDSPに接続する最適な方法はありますか?DSPには複数の1.2Vピンがあるため、最も遠いピンに接続する必要がありますか?レギュレータのデータシートを確認しましたが、複雑なICへの接続に関するメモはありませんでした。どうもありがとう!
アブデラ

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@Abdellaすべての1.2Vピンを一緒に接続する必要があります。次に、電源を接続し、それらにラインをセンスします
ブラッドギルバート

@BradGilbert使用しているスイッチングレギュレータには+ Senseと-Senseがあり、+ Senseは負荷の近くに接続し、-Senseはソースの近くのGNDに接続することを推奨しています。問題は、1.2Vを必要とするFPGAもあるため、DSPとFPGAの両方が1.2Vプレーンに接続されていることです。また、それぞれに数十の1.2Vピンがあります。それが、この感覚信号の最良の接続が何であるかを判断できない理由です!?
アブデラ

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@Abdella:これらのさまざまなピンがすべてプレーンに接続されている場合、それらの間の電圧差はほとんどありません。主なポイントは、コネクタ間の電圧降下を補償することです。センスラインを最終ボードのプレーン内の任意の場所に接続すると(すべてのコネクタの後)、十分なはずです。すべてのピンの中央付近に接続どこかを確認しますが、それはあまりにも不便だ場合は、それについて心配しないでください。コネクタが原因で数百mVを処理している限り、最後の数mVは問題になりません。
オリンラスロップ

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接続抵抗は、嵌合ピンとソケット用です。それらのNを使用すると、抵抗がNの係数だけ低下します。

本当にDSPの近くにレギュレータが必要です。2つのコネクタがあり、それらが主な抵抗である場合(あなたが言うように)、それらは状況、年齢、温度などによって抵抗が異なり、不確実な結果をもたらします。

コネクターに100ミリオームが追加され、2.6Aがある場合は、明らかに260ミリボルトの電圧降下があります。40 mVのが最大許容電圧であるなら、あなたは無限のリターン・バックプレーンを追加することができますし、まだ40分の260〜= 6.5でスペック上で次のようになります1。あなたは許容レベルに電圧のみそのコネクタを削減し、その後に対処するための回路の残りの部分とリターンパスを持つように、少なくとも6.5平行ピン・ペアが必要になります。50ミリオームの値が実際に典型的な平均値である場合、ほとんど手に負えない状況になります。リターンパスに50ミリオームの同数のコネクタがある場合、問題は単に不可能になります。

["不可能なものは何もない!" 特定のスポーツシューズを作る場合、ここでは不可能です。]

レギュレーターをDSPに持ち込めない場合、実行可能な解決策はリモートまたは「ケルビン」センシングを使用することです。すなわち、電流を流さないレギュレータから負荷への電圧検出ラインを実行し、給電電圧を調整します。これを行うために簡単ですが、あなたは明らかに、センス回路たい絶対に開回路を行かない(電圧を補償することを試みるために上昇すると)、あなたはセンス回路にノイズなどに対処する必要があります。難しくありませんが... ...


Russellに感謝します。データシートから、言及されたピン抵抗が嵌合部品用であることをどのように知ることができますか 私はそれが明確に述べられているのを見つけることができませんか、またはこれはデータシートでそれを言及する既知の方法ですか?
アブデラ

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@Abdella-コネクタの接触抵抗は、コネクタペアとして考えた場合にのみ意味を持ちます。すなわち、コンタクトへ-他のコンタクトへのインターフェースを介して-他のPCBへ。tは、抵抗が指定されている実際のボード間移行ポイントです。コネクタの抵抗の本体は、接点間抵抗に比べて低くなります。
ラッセルマクマホン

はいラッセル、あなたは正しかった、私はメーカーに連絡し、あなたが言ったように彼らは答えた。再度、感謝します。
アブデラ
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