EDN China > 技术文章 > 电源技术 > AC-DC/DC-DC转换 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

降低高性能CPU电源中的元件成本

来源:今日电子/美国模拟器件公司 Tod Schiff?? 2006年12月05日 ?? 收藏0

??????最后检查大电容的等效串联电感(ESL),以便保证它足够低以限制负载阶跃期间的高频振荡。其必须满足:

???????ESL≤Cz·Ro2·Q2?? ??? (2)其中,对于衰减起主要作用的系统Q2要限制在4/3。

??????这样得到ESL≤240pH。如果大电容组的ESL太大的话,要增加陶瓷电容的数量,或者采用ESL值较低的大电容以便限制下冲。

??????MOSFET的选择

??????在降压式稳压器中,MOSFET的RDSON要低,以便使传导损耗和功率损耗最小;输入电容要低,以便缩短导通时间。可是具有低损耗CISS值的快速器件会提高RDSON,所以必须折中考虑。双MOSFET驱动器ADP3120A可在12V的VIN下可提供10 V的最小栅极驱动,所以具有逻辑电平阈值的MOSFET是一个很好的选择。

??????当开关结点变成高电平时,如果同步MOSFET的反相传输电

容CRSS对栅极耦合出足够的电荷,那么其就可以接通。这样会导致主器件和同步器件一起被击穿。在同步器件中,反馈电容CRSS与输入电容CISS的比值如保持1/10或者更低的值就可以防止上述情况。

??????同步MOSFET的关断时间应该短于每相位MOSFET驱动器的死区时间。驱动器ADP3120具有2W的输出阻抗和45ns典型死区时间。采用栅极电阻典型值为1W的MOSFET,并保证2.5RINCISS低于45ns,可以得到上限值为6000pF的总栅极电容。

??????高压侧(主)MOSFET需要处理源自导通电流和开关损耗的功率损耗。开关损耗则取决于MOSFET的导通和关断的次数,所以主MOSFET输入电容必须低于同步MOSFET。

??????同步MOSFET和主MOSFET的传导损耗的差别就在于占空比,因为同步MOSFET和主MOSFET具有互补的导通时间。

??????输入电容建议

??????高压侧MOSFET漏极电流是一种粗糙的方波,占空比等于n·Vout/Vin,幅度为最大输出电流的1/n倍。因此必须采用低ESR输入电容(根据最大RMS电流而定)在输入端过滤纹波。

??????输入电容值取决于纹波的大小和其他几种因素,来自交流电流积分器的电容电压就是其中一个。

??????大多数纹波来自于电容ESR和交流电流。将这个具有低ESR值的IR压降减至最小以便满足系统需求。

??????控制器速度

??????实际上需要多大的控制器带宽呢?这取决于具体的应用。控制器系统应该在尽可能最宽的范围内具有阻抗,此输出阻抗应该与载荷的电阻相匹配。控制器的电压误差放大器和电流检测放大器的带宽都应该足够宽,使电感和输出电容的响应起主要作用。

??????控制器要对最大负载级和卸载做出明显的响应。控制器、驱动器和MOSFET也必须足够快才能满足动态VVID的变化。

??????如果瞬变发生在控制器不活动期间,那么老式的单边设计要等到下一个时钟周期才能开始响应。其中大多数一次只有一个时钟相位,从而迫使电源从大电容提供电流。当单边控制器激活时,它最多只能提供两种相位。

??????最近的控制器体系结构采用异步修正以便减少电容来缩短负载阶跃响应时间。它们可以一次开启所有的相位来提供CPU的电流需求。也不存在内部响应时钟延迟。

??????同步大控制器,例如ADP3192,可以动态检测负载变化。其重新启动相位与负载阶跃同步,无需等待就可提供最大电流。负载阶跃响应时间典型值在最坏的情况下为300ns。因为有附加电流进入负载,而且当初始的负载阶跃要求满足之后就是正常的多相位操作,所以纹波不会增加。


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

CPU电源? 控制器? MOSFET?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈