用多相位DC/DC為多核處理器供電

　　你知道現在的手機處理器已經(jīng)發(fā)展為8核和10核處理器了嗎?這些處理器需要多個(gè)內核來(lái)同時(shí)運行很多應用程序，操作游戲和高質(zhì)量視頻流的圖形處理器。這些全新的處理器需要很高的電流(有時(shí)超過(guò)10A)，并且需要以盡可能快的速度傳送這個(gè)電流。

　　由于不斷增長(cháng)的內核數量，為這些處理器供電的器件的屬性也在發(fā)生著(zhù)變化。在滿(mǎn)足小外形尺寸需要的同時(shí)，需要真正的業(yè)內最先進(jìn)的電源技術(shù)。TI有幾款為手機處理器供電的降壓轉換器，諸如TPS62180、LP8758和TPS62184。這些轉換器的一個(gè)共同點(diǎn)就是它們都執行多相位拓撲，這使你在實(shí)現高電源密度的同時(shí)，可以將多個(gè)輸出綁定在一起。TI的全新LP8758是市面上具有最高電流密度的多相位轉換器，它可被用來(lái)為多核手機處理器供電。

　　通過(guò)將輸出電流分流至多個(gè)輸出，多相位轉換器具有幾個(gè)優(yōu)于單輸出降壓轉換器的固有優(yōu)勢。更小的外部組件、快速負載瞬態(tài)和更低的紋波使得它們成為個(gè)人電子設備中為處理器供電的理想選擇。對相位的增加或遮蔽能力可在寬范圍的負載條件下實(shí)現高效率。LP8758就是業(yè)內最先進(jìn)多相位轉換器的最好示例，它是手機處理器電源的理想選擇。它具有低IQ，小總體解決方案尺寸，16A峰值電流能力，低紋波和快速瞬態(tài)。

　　在多個(gè)電感器，而不是在一個(gè)電感器內儲存電能，降低了電感器尺寸。這使得設計人員能夠使用具有小芯片電感器的LP8758，使得解決方案尺寸減小到60mm2以下。如圖1所示，每個(gè)輸出稍微運行在相位之外。由于紅色和藍色的相位電流在相位之外，它們能夠組合在一起，而又不會(huì )在輸出上導致較大的紋波。

　　圖1：?jiǎn)蜗辔晦D換器與多相位轉換器IOUT紋波比較

　　每相位受限的輸出紋波數量減少了輸出上的所需電容，從而實(shí)現更小尺寸的電容器，以及更快的瞬態(tài)性能。圖2顯示的是，LP8758在1µs時(shí)間內，電流從1A變?yōu)?2A時(shí)的瞬態(tài)性能，可以看出，輸出電壓上只有大約40mV的紋波。

　　圖2：LP8758瞬態(tài)負載階躍響應，FPWM模式

　　正如我之前提到的那樣，根據所需的輸出電流，LP8758使用四個(gè)輸出相位。為了盡可能地提高效率，諸如TPS62180和TPS62184等器件也能夠在1個(gè)或2個(gè)相位間進(jìn)行調節。在圖3中，你可以看到，為了調節負載電流和效率，相位是如何被添加或遮蔽的。例如，一個(gè)手機處理器也許以最大電流運行，此時(shí)所有四個(gè)相位或輸出都將運行，以保持高效率。如果處理器在全部4個(gè)相位都被激活時(shí)處于輕負載狀態(tài)，那么此器件會(huì )出現較高的柵極電荷損耗。因此，其中的3個(gè)相位被遮蔽，在以單相位運行的同時(shí)實(shí)現高效率。

　　圖3：多相位降壓轉換器效率與相位數量之間的關(guān)系

　　通過(guò)增加或遮蔽相位，不論處理器運行在重負載，還是輕負載，多相位轉換器都能夠保持高效率，從而在移動(dòng)設備中實(shí)現較長(cháng)的電池使用壽命。由于不同負載條件下的高效率，TI生產(chǎn)的多相位轉換器能夠為手機設計人員提供一款具有良好熱性能的小巧、高效電源器件，來(lái)為他們的多核處理器供電。