選擇理想的核心電壓穩壓器控制器IC最大限度地提高CPU效率和瞬態(tài)響應能力

　　當你打開(kāi)計算機時(shí)，就知道中央處理器(CPU)在運行。但是，你可曾想過(guò)它是如何工作的呢?CPU是接受直流電壓并提供所需的數據處理性能。但是，需要復雜的CPU電壓調節，這由位于CPU附近的專(zhuān)門(mén)的穩壓器(VR)來(lái)提供。最新一代的CPU采用非?？斓臅r(shí)鐘頻率，這意味著(zhù)CPU芯片上晶體管的開(kāi)啟和關(guān)閉頻率非常高。處理器可以消耗令人難以置信數量的電流，在晶體管導通時(shí)對寄生電容充電。一般來(lái)說(shuō)，移動(dòng)CPU消耗的電流要低于同類(lèi)臺式機或服務(wù)器應用，但是它仍然可以很容易地消耗50A以上的電流。為了降低功耗，CPU都是在非常低的核心電壓下運行，往往低于1V。低電壓高電流對CPU穩壓器帶來(lái)了重大挑戰。

　　最流行的CPU穩壓器解決方案是多相同步降壓轉換器，如圖1所示。同步降壓一詞表明，MOSFET被用作了低側開(kāi)關(guān)。相比之下，一個(gè)標準的降壓穩壓器有一個(gè)低側開(kāi)關(guān)二極管。與標準降壓穩壓器相比，由于MOSFET比二極管的電壓降更低，同步降壓穩壓器的主要優(yōu)點(diǎn)是效率較高。

　　圖1. ISL62882多相降壓轉換器。(圖字：底部焊點(diǎn))

　　CPU核心電壓有非常嚴格的開(kāi)關(guān)紋波和瞬態(tài)響應要求。多相降壓轉換器采用交錯相(interleaved phase)來(lái)減少總輸出電壓紋波，每個(gè)相攜帶一部分總負載電流，可以使用小型電感迅速提供能量，同時(shí)保持很小的核心電壓開(kāi)關(guān)紋波。

　　在筆記本電腦環(huán)境中，電路板面積非常有限，所以最好采用集成在控制器上的MOSFET柵極驅動(dòng)器，以消除柵極驅動(dòng)IC所需的空間和成本。

　　活動(dòng)模式和休眠模式

　　移動(dòng)CPU可以頻繁地在活動(dòng)模式和休眠模式之間變化。它甚至可以在兩次按鍵之間進(jìn)入休眠模式。在休眠模式下，它需要較低的核心電壓，消耗電流也相當少，有助于延長(cháng)電池壽命。CPU穩壓器需要在整個(gè)負載范圍內有效，以幫助延長(cháng)電池壽命。如前所述，CPU核心電壓采用多相配置來(lái)支持大額電流。但是，多相操作在輕負載條件下將會(huì )無(wú)效，因為有太多的MOSFET要開(kāi)關(guān)來(lái)支持低輸出電流。穩壓器可以做幾件事情來(lái)提高輕載效率。

　　首先，它可以降相(drop phase)，以消除閑置相的不必要的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

　　或者，它還可以進(jìn)入二極管仿真(DE)模式，這時(shí)低側MOSFET受到控制，其運行就像一個(gè)二極管，可使電流從源極流向漏極，并當電感電流試圖反向時(shí)關(guān)閉。這種模式消除了輕負載時(shí)流到輸入電壓軌的不必要的能量。為了進(jìn)一步提高效率，該控制器還可以在負載較輕時(shí)降低開(kāi)關(guān)頻率。