ASIC和微处理器芯片供电电源

来源：互联网　作者：佚名　责任编辑：admin　发表时间:2012-01-14 20:06　

核心提示：电感器的数值直接决定了纹波电流峰峰值。允许的纹波电流通常按最大直流输出电流的百分比来计算。在大多数应用中，纹波电流是最大直流输出电流值的20%"40%是比较理想的。

今天的高性能ASIC和微处理器芯片消耗的功率可超过150瓦。对于1 V"1.5 V的供电电压，这些器件所需要的电流可轻易超过100 A。通过采用多相直流/直流转换器，为此类器件供电的任务可变得更容易处理。目前，可扩展控制器允许设计人员为特定的直流/直流转换器选择所需要的相数。可扩展性还允许几个控制器同步并联使用。电路板上基于PLL 技术的时钟发生器为控制器同步提供了支持。

多相转换器拓扑

随着负载电流超过20A"30A，采用多相转换器进行设计的优点变得愈加明显。这些优点包括：输入纹波电流更小、输入电容器的使用数量大大减少、纹波频率的有效相乘可降低输出纹波电压，而将能量损失分布到更多器件上可降低器件温度，同时还可降低外部器件的高度。

多相转换器本质上是并联工作的多个降压调节器，其中它们的开关频率是同步的，相移为360/n 度，其中n为相数。并联转换器使得输出稳定变得稍微复杂了一些，利用电流模式控制IC来调节每一个电感器的电流以及输出电压，这一问题可容易地获得解决。

输入纹波电流

设计人员在选择输入电容器时面临的关键问题就是要处理输入纹波电流。通过利用多相拓扑，输入纹波电流可大大减小，因此每一相的输入电容器通过的输入电流脉冲幅度更小。而且相移还提高了电流波形中的有效工作因数，而这也使RMS纹波电流值更低。表1 示出的纹波电流水平显示出多相拓扑转换器可使纹波电流降低以及输入电容器减少。

高K 值陶瓷电容器提供了最好的纹波处理性能并占用最小的PCB 面积。采用1812 外形的陶瓷器件纹波电流额定值为每电容2"3A。对于成本敏感的设计，电解电容器是一个很好的选择。

降低输出纹波电压

对于处理器内核供电，精度要求通常为2%。对于1.2 V 电源，这意味着输出电压的允许变化范围为±25 mV。更有效利用输出电压窗口的技术称为动态电压定位(Active VoltagePositioning)。在轻负载情况下，转换器将输出电压稳定在输出电压窗口中点以上的位置，而在重负载时则将输出电压稳定在输出电压窗口中点以下的位置。对于± 25 mV 的输出电压窗口，在轻负载(重负载)时将输出电压调节在输出电压窗口的高端(低端)，这种方法可允许在负载逐步增加(降低)时充分利用整个输出电压窗口。

大负载电流逐步降低既需要极低ESR 值的电容器来尽量缩短瞬变过程，同时还需要足够大的电容值来吸收负载逐步降低时主电感器释放出的存储能量。通过采用有机聚合化合物可以获得低ESR 值的钽电容，聚合物电容可提供最低的ESR 值和较大的电容值。陶瓷电容具有优异的高频特性，但每个器件的总电容值只有钽和聚合物电容器的一半至四分之一那么大，因此陶瓷电容器通常不是输出电容器的最佳选择。

低侧MOSFET

12V"1.2V 转换器需要低侧MOSFET 在90%的时间内导通，此时，导通损耗远远大于开关损耗。由于这一原因，经常并联使用两或三个MOSFET。并联使用几个MOSFET 有效地降低了RDS(ON)，因此也减少了导通损耗。(责任编辑：admin)

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