电压控制与恒定导通时间拓扑助STVCOT提升电源转换器性能.pdfVIP

Feature CEM Report I专题报道I 电压控制与恒定导通时问 O TVC 呔拓扑助S T提升电源 夏转换器性能 Zafarana OsvaldoEnricoZambetti／Alessandro I意法半导体0 在过去的10年里，服务器、网络设备和行 其它的非隔离DC—DC转换器。 处理器对电流的要求与运算任务有关，因 动平台的中央处理器(cPu)、图像处理器(GPU) 和系统芯片等现代数字负载技术实现飞跃式发 此处理器并不总是需要大电流，相反，大多数 展。 时间处理器是待机模式，极低的电流即可维持 功耗更低且速度更快的处理器对电源电压 处理执行。为最佳化系统能效，DC-DC转换器 的要求降至l伏特(V)，如果所用的栅氧化层更必须降低功率损耗，例如，多相降压转换器能 薄，甚至降至l伏特以下。与此同时，为顺应 够按照微处理器功率状态的函数减少有效相位 对更高性能的需求，平行运算资源技术(多核 的数量，在所有的负载电流条件下提高系统能 处理器)异军突起，导致负载峰值电流大增。 效。 处理器架构必须处理日常动态／泄漏功耗，而且 独立降压稳压器可以从连续导通模式 只有使用复杂的电源管理技术(如动态电压调节 (CCM)转换到不连续导通模式(DCM)，进一步降 低开关频率，最大幅度降低开关损耗，提高系 (DVS)、体偏压、电压域和功率域)才能平衡性 能和功耗之间的关系。 统能效。 为支持系统芯片电源管理规范，业界推出 DC．DC转换器使用不同的控制架构给数字 Modulator)为特色的负载供电，最常用的控制拓扑是电压控制模式 一个以新脉宽调变器(PWM 创新控制回路架构，基于这个架构的解决方案 和恒定导通时间控制模式，从负载的电气技术 特别适合支持剧烈的负载瞬变(当一个功率域被 参数看，这两种架构都有各自的优点和缺点。 隔离时)、动态电压调整(在DVS期间)、低功耗 电压模式控制器对控制电压(误差放大器的 (当施加时钟门控和负体偏压时)和超低输出纹波 输出电压COMP)与交互式PWM调变器的斜率进 电压。 行比较，通过更改导通时间(TON)并使开关频率 因为能够最佳化整个解决方案的成本和性 保持恒定的方式产生工作周期。因为内建补偿 能，满足对精确电源电压和强电流的要求，多 网络，这种控制器的抗噪性能十分出色，在高 相降压转换器拓扑成为微处理器标准电源。当 频设计中，工作能效很高，而输出纹波电压极 数字负载需要高峰值瞬变电流时通常须要使用 低。 这种拓扑，所以本文将探讨