多相表面贴装电源满足AMD速龙处理器要求无需散热器

Craig Varga

随着AMD速龙处理器的推出， 台式 PC 处理器的电源电流要求 首次突破40A大关。这 结合低工作电压（标称值为 1.6V） 和非常严格的瞬态响应要求，推动 传统电源设计方法 限制。LTC1929 多相电流模式控制器略微打破了惯例。相反 试图用单个稳压器提供 40A 电流， 通过并联两个稳压器将负载分成两半。这 然而，魔术在于两者的相位关系 监管机构的时钟。®

多相架构

两个同步降压稳压器连接在 并行，其时钟 180° 同步 阶段。这个看似简单的技巧产生了巨大的 性能优势以及成本节约。一个 选择电流模式架构是为了减少与环流相关的可能问题，这些环流可以 出现在并联电压模式稳压器中。竞争解决方案使用异步稳压器（使用二极管） 对于低边开关）来消除这个问题，但是 因此遭受重大的效率损失。

降压转换器的高端开关电流波形 稳压器呈梯形，在零和 大约我外.由于输入电流为直流，因此 输入电容必须提供两者之间的差值 瞬时开关电流和平均输入 当前。这给纹波电流带来了很大的负担 输入电容。通过交错两个调节器， 当一级试图“填充 洞“由对方留下。净效应是戏剧性的 降低输入电容纹波电流。

输出纹波以类似的方式减小。而 一个电感的电流在增加，另一个电感的电流在增加 降低。此外，该 所需的电感储能（约75%）。 电感器的体积减小，从而降低成本 也。有关完整详细信息，请参阅凌力尔特的应用笔记 77。

此外，输出纹波显著降低 电流，电源的最大可用电流 压摆率显著提高。在加载步骤中， 两个电感器的行为就像它们连接在 并联，而在稳态操作期间，它们似乎串联工作。结果是纹波非常低 以及超快的动态性能。减少的 纹波在总误差中也占用了较小的一小块 预算，为瞬时留出更多余地 响应。底线是显着减少 所需的输出电容。

图 1 是 AMD 速龙优化的示意图 电路。设计非常简单：有 本质上是两个相同的同步降压稳压器 并联连接。控制器驱动它们 180° 异相。LTC1929 具有大型栅极驱动器 （大约 1.5Ω），因此能够高效地驱动大型 MOSFET。还有一个精确的差分放大器 在反馈路径中，便于对两者进行远程感应 输出电压和接地。两个PWM级 共享一个公共误差放大器，确保 两个通道提供相同的电流量 负载。因此，负载分配是“开环”，消除了共享电路中可能发生的振荡 与其他方法。

图1.AMD速龙处理器电源示意图。

图2显示了图1所示电路的效率。基本设计也将在 12V 下工作，作为 主要输入源。效率将是几点 在这种情况下较低，但在 需要考虑的系统设计级别。图3 显示稳压器对瞬态负载的响应 步长为3A至30A。为了最小化PCB空间，设计 使用四个 1000μF 表面贴装钽输出 电容器。如果最低成本是压倒一切的目标， 3900 个 1709μF 铝电解电容器可以 被替换。如果需要 VID 控制，LTC1929 可提供与 LTC5 相同的性能，并包括一个用于设置输出电压的 1 位 VID DAC 从3.3V到5.<>V。

图2.测量的效率。

图3.具有有源电压定位的负载瞬态响应。

审核编辑：郭婷