Craig Varga
隨著AMD速龍處理器的推出, 臺式 PC 處理器的電源電流要求 首次突破40A大關。這 結合低工作電壓(標稱值為 1.6V) 和非常嚴格的瞬態響應要求,推動 傳統電源設計方法 限制。LTC1929 多相電流模式控制器略微打破了慣例。相反 試圖用單個穩壓器提供 40A 電流, 通過并聯兩個穩壓器將負載分成兩半。這 然而,魔術在于兩者的相位關系 監管機構的時鐘。?
多相架構
兩個同步降壓穩壓器連接在 并行,其時鐘 180° 同步 階段。這個看似簡單的技巧產生了巨大的 性能優勢以及成本節約。一個 選擇電流模式架構是為了減少與環流相關的可能問題,這些環流可以 出現在并聯電壓模式穩壓器中。競爭解決方案使用異步穩壓器(使用二極管) 對于低邊開關)來消除這個問題,但是 因此遭受重大的效率損失。
降壓轉換器的高端開關電流波形 穩壓器呈梯形,在零和 大約我外.由于輸入電流為直流,因此 輸入電容必須提供兩者之間的差值 瞬時開關電流和平均輸入 當前。這給紋波電流帶來了很大的負擔 輸入電容。通過交錯兩個調節器, 當一級試圖“填充 洞“由對方留下。凈效應是戲劇性的 降低輸入電容紋波電流。
輸出紋波以類似的方式減小。而 一個電感的電流在增加,另一個電感的電流在增加 降低。此外,該 所需的電感儲能(約75%)。 電感器的體積減小,從而降低成本 也。有關完整詳細信息,請參閱凌力爾特的應用筆記 77。
此外,輸出紋波顯著降低 電流,電源的最大可用電流 壓擺率顯著提高。在加載步驟中, 兩個電感器的行為就像它們連接在 并聯,而在穩態操作期間,它們似乎串聯工作。結果是紋波非常低 以及超快的動態性能。減少的 紋波在總誤差中也占用了較小的一小塊 預算,為瞬時留出更多余地 響應。底線是顯著減少 所需的輸出電容。
圖 1 是 AMD 速龍優化的示意圖 電路。設計非常簡單:有 本質上是兩個相同的同步降壓穩壓器 并聯連接。控制器驅動它們 180° 異相。LTC1929 具有大型柵極驅動器 (大約 1.5Ω),因此能夠高效地驅動大型 MOSFET。還有一個精確的差分放大器 在反饋路徑中,便于對兩者進行遠程感應 輸出電壓和接地。兩個PWM級 共享一個公共誤差放大器,確保 兩個通道提供相同的電流量 負載。因此,負載分配是“開環”,消除了共享電路中可能發生的振蕩 與其他方法。
圖1.AMD速龍處理器電源示意圖。
圖2顯示了圖1所示電路的效率。基本設計也將在 12V 下工作,作為 主要輸入源。效率將是幾點 在這種情況下較低,但在 需要考慮的系統設計級別。圖3 顯示穩壓器對瞬態負載的響應 步長為3A至30A。為了最小化PCB空間,設計 使用四個 1000μF 表面貼裝鉭輸出 電容器。如果最低成本是壓倒一切的目標, 3900 個 1709μF 鋁電解電容器可以 被替換。如果需要 VID 控制,LTC1929 可提供與 LTC5 相同的性能,并包括一個用于設置輸出電壓的 1 位 VID DAC 從3.3V到5.<>V。
圖2.測量的效率。
圖3.具有有源電壓定位的負載瞬態響應。
審核編輯:郭婷
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