Haz una pregunta
  Foros de Electrónica » Diseño analógico » Diseño de circuitos en general
Foros Registrarse ¿Olvidaste tu contraseña?

Temas similares

17/01/2016 #1


Fuente de varios voltajes para FPGA Spartan-6
Hola a todos,

Lo cierto es que no he diseñado muchos circuitos pero he visto un montón, y a pesar de ello quería preguntaros sobre cuál sería la mejor opción para diseñar la parte de "power o alimentación" de un circuito.

EL circuito en cuestión tiene una FPGA Spartan-6, la cual necesita 1.2 voltios y 3.3 voltios, más los elementos como el oscilador, la memoria, etc. que se alimentan con 3.3 voltios. El consumo de este Spartan-6 será casi el máximo ya que se van a utilizar todos los IO pines. Por lo demás, eso sería todo para el circuito "principal".

Hay un circuito secundario que necesita de un suministro que varía de entre 20 a 32 voltios.

Ambos circuitos estarán conectados a una misma fuente de alimentación "EXTERNA" variable DC que suministrará electricidad de entre 20 a 32 voltios, ya que para hacer la pruebas tendré que variarlo en caliente mediante una ruleta, para estudiar su funcionamiento.

Mi pregunta es. ¿Cómo hago para que todo esto funcione?

- Puedo utilizar reguladores de voltaje fijos. Uno para 3.3 voltios y otro para 1.2 voltios, que tengan un rango de entrada 20-32 voltios, lo cual es difícil encontrar uno para 1.2v con suficiente amperaje.

- Poner un regulador de voltaje fijo con rango de entre 20-32 voltios para salida de 3.3 voltios, y poner otro regulador que me baje de 3.3 voltios a 1.2 voltios, es decir, en serie.

- Poner un regulador de voltaje fijo con rango de entre 20-32 voltios para salida de 3.3 voltios, y poner una resistencia para bajarlo a 1.2.

- Es una mala idea, utiliza dos fuentes de alimentación. Uno para el circuito principal y otro para el secundario.

- Cualquier otra cosa que se os ocurra.

Un saludo a todos y gracias de antemano.
17/01/2016 #2

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Hola, siempre que debamos elegir una fuente de alimentación, debemos conocer el consumo max. que puede demandar la carga. De ésta manera sabremos el margen de exigencia. En cuánto al tipo de tecnología, pues depende de gusto, espacio, peso, robustez, ahorro de energía, etc. De ahí, se optará, por un tipo lineal o conmutado.
17/01/2016 #3


Estimo que el consumo maximo del circuito sera de 0,5 amperios pero por seguridad pondría reguladores de 1 amperio. En cuanto al diseño, me gustaria que fuera robusto o bastante seguro.
17/01/2016 #4

Avatar de ruben90

Para los 1.2V puedes utilizar el LM317, que su mínimo es de 1.3V, y le agregas un diodo a la salida para obtener los 1.2V que necesitas. O lo diseñas con transistor como seguidor emisor. Los 3.3v con reguladores comerciales o igual con el LM317.
Su corriente máxima (típica, para los encapsulados to-220) son de 1A o 1.5A.

El problema lo tendrías en la disipación,
Código:
PD = (Vin-Vout) Iout
Sobre la corriente, con 1A tendrás. Recuerda que algunos dispositivos al calentarse su resistencia disminuye y consumen más corriente de la habitual, o si es un motor, si le aplicas carga (peso) este igual demandará un poco más de corriente.

Son unas ideas, saludos.
17/01/2016 #5

Avatar de chclau

Yo separaria entre fuentes de alimentacion.

La de 20-32V por un lado, para el FPGA una fuente dedicada.

Para hacer la fuente para el FPGA podrias ver como hicieron con alguna tarjeta de referencia o de evaluacion de Xilinx y simplemente copiarla.

Saludos
17/01/2016 #6

Avatar de Daniel Meza

Coincido plenamente con el colega chclau, o bien pregunto ¿las tensiones las obtendrás de alguna fuente conmutada previa?, ¿transformador?, Si es lo primero puedes colgar las tensiones bajas <5V desde la salida de 5V de la fuente (en caso de tenerla) o bien si es por transformador puedes mandar a hacer alguno con derivaciones no simétricas, digamos Ref---6VCA---30VCA

Saludos
17/01/2016 #7

Avatar de ruben90

Una fuente lineal con transformador de 24V/1A te vendría bien. Obtendrías los 32 Voltios (después del puente de diodos), 2 capacitores de 2200uF/50V en paralelo para filtrar la señal. Para obtener los 22V con un regulador de voltaje y lo mismo para los 3.3V y 1.2V.
17/01/2016 #8

Avatar de Daniel Meza

ruben90 dijo: Ver Mensaje
Una fuente lineal con transformador de 24V/1A te vendría bien. Obtendrías los 32 Voltios (después del puente de diodos), 2 capacitores de 2200uF/50V en paralelo para filtrar la señal. Para obtener los 22V con un regulador de voltaje y lo mismo para los 3.3V y 1.2V.
Es que eso depende del consumo de la fuente mayor, una gran demanda de corriente provocará mayor rizado.

Otra opción es usar una especie de "preregulador" compuesto por algún transistor+zener para reducir la tensión a algunos 12V y de allí colocar los demás reguladores.

Aún así existen reguladores no tan comunes como el 317 pero que si te permiten una salida de 1.2V sin más.
18/01/2016 #9

Avatar de chclau

Como siempre conviene leer el datasheet, integrados como los FPGA suelen tener demandas muy estrictas con respecto a su alimentacion, no solo con respecto a la estabilidad y precision de la misma, sino que tambien tienen la mala costumbre de tomar picos de corriente que no cualquier fuente sabe proveer.

Por eso lo mejor es copiar de algun diseño que el fabricante ya uso. El fabricante, al poner esa fuente en su esquema de referencia, implicitamente se esta comprometiendo a su funcionamiento correcto.

Tambien hay que tener cuidado con respecto al secuenciamiento de las fuentes, en muchos casos se exige que una fuente llegue a su valor nominal antes que la otra, o que las diferencias entre las diversas tensiones durante el encendido esten acotadas. Nuevamente... hay que leer la hoja de datos.
18/01/2016 #10


Gracias por las respuestas.

El segundo circuito es un motor de pasos (stepping motor).

El circuito está alimentado por una sola fuente de alimentación externa (solo tengo una), pero una vez hechas las pruebas el circuito deberá funcionar con baterías, que suministraran, 12 o 24 voltios.

Lo cierto es que ayer me tire todo el día mirando esquemas de fabricantes para ver como hacían las cosas y lo cierto es que ellos utilizan, reguladores de tensión ajustables con un amperaje que varia de entre 1,5 a 3 amperios. Y utilizan algunos otros componentes como un reseteador de circuitos (o un retardador) que lo conectan a un pin de la fpga que será para evitar los picos en el arranque y esas cosas.

Creo que la solución va estar en utilizar un LM317(ya que tiene un rango amplio de entrada) con un diodo para ajustar la tensión a 1.2 voltios como bien me ha dicho ruben90. Un segundo regulador LDO fijo con rango amplio de entrada para que suministre 3.3 voltios.

Esta creo que es la mejor opción ya que ambos reguladores soportan hasta 1.5 amperios y no creo que la FPGA necesite mucho mas.

Como lo veis.
18/01/2016 #11

Avatar de chclau

luthorgelt dijo: Ver Mensaje
Gracias por las respuestas.

El segundo circuito es un motor de pasos (stepping motor).

El circuito está alimentado por una sola fuente de alimentación externa (solo tengo una), pero una vez hechas las pruebas el circuito deberá funcionar con baterías, que suministraran, 12 o 24 voltios.

Lo cierto es que ayer me tire todo el día mirando esquemas de fabricantes para ver como hacían las cosas y lo cierto es que ellos utilizan, reguladores de tensión ajustables con un amperaje que varia de entre 1,5 a 3 amperios. Y utilizan algunos otros componentes como un reseteador de circuitos (o un retardador) que lo conectan a un pin de la fpga que será para evitar los picos en el arranque y esas cosas.

Creo que la solución va estar en utilizar un LM317(ya que tiene un rango amplio de entrada) con un diodo para ajustar la tensión a 1.2 voltios como bien me ha dicho ruben90. Un segundo regulador LDO fijo con rango amplio de entrada para que suministre 3.3 voltios.

Esta creo que es la mejor opción ya que ambos reguladores soportan hasta 1.5 amperios y no creo que la FPGA necesite mucho mas.

Como lo veis.
Leiste el datasheet?
La tension de 1.2V tiene que estar entre 1.12 y 1.26V. Piensas que esa precision la podras lograr ajustando con un diodo, del que no sabes cual sera su caida en directa?
A mi no me parece. Yo pondria una fuente que esta diseñada para entregar 1.2V.
18/01/2016 #12

Avatar de Daniel Meza

Si, como ayuda, te recomiendo que busques en páginas de distribuidores y almacenes grandes como mouser, digikey, newark, etc. suelen tener en sus páginas filtros para búsqueda de componentes, métete a buscar reguladores y estableces los requerimientos de salida (voltaje y corriente) y te aparecerán componentes hasta, como dicen en mi pueblo, "echar pa arriba".

No desprestigio al noble LM317 pero hay todo un mundo de reguladores variables además de ese. Andate con cuidado en la elección de componentes en esta etapa pues los FPGA con mu sensibles.

Saludos
18/01/2016 #13


Pensándolo mejor, el diodo no es una buena idea :-). Gracias chclau

Siempre miro en páginas de distribuidores primero para saber que componente ofrecen, los datasheets y demás, pero no he encontrado un regulador que me ofreciera un rango amplio de entrada y 1.2 voltios de salida.

Pero he encontrado unos esquemas de un fabricante y me he podido hacer una idea del consumo de la FPGA viendo los reguladores que ha utilizado y como los ha puesto.

La solución según he visto, es poner 2 reguladores: uno de rango amplio de entrada con una salida de 3.3 voltios, y añadir un segundo regulador para que transforme de 3.3v a 1.2v. Con 3.3v tengo para la FPGA, el oscilador, la memoria y con 1.2v para la FPGA como también demanda. Y al parecer funciona bien.

Saludos.
18/01/2016 #14

Avatar de palurdo

Mira como solucionan la alimentación de sus módulos basados en Spartan 6 los ingenieros de numato en los esquemas que aparecen en el manual de uso.

Pista, usan ICs LM1117.
18/01/2016 #15


Jajaja, no se vosotros, pero a mi me encanta la electronica :-)
Respuesta
¿Tienes una mejor respuesta a este tema? ¿Quieres hacerle una pregunta a nuestra comunidad y sus expertos? Registrate

Buscar más temas sobre:
Lupa Diseño de circuitos en general

Alarmas, temporizadores, acondicionadores de señal...

Cerrar
Foros de Electrónica » Diseño analógico » Diseño de circuitos en general

Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd.
Search Engine Optimization by vBSEO ©2011, Crawlability, Inc.