Dc- DC轉換器對負載階躍的響應
發布時間:2012/2/23 20:18:43 訪問次數:2687
如今的CPU內核要求非常嚴格的負載調整。至少到目前為止,一些主要的CPU制造商都有這種要求。隨著電源電壓的降低,電源電流和時鐘頻率卻更高了,使得對于電源的要求急劇提高,特別是對電源的瞬態響應。日益嚴格的性能要求使設計的難度和成本越來越高,促使人們重新考慮電源的設計。更高的負載電流和更大負載瞬變要求帶來的后果之一,便是在微處理器周圍多出一片電容“叢林”,增加了系統的尺寸和成本。 ACPL-074L-560E
最快的開關型穩壓器也無法對負載階躍造成的輸出瞬降做出響應。以如今CPU的速率,只有完全依靠輸出電容來應付其高速階躍。另外,更為嚴格的負載調整需要更高的環路增益,而更高增益酌環路需要更大的輸出電容來保持穩定。由此看來,某種程度上放松對于負載調整的要求,對于元件數量的降低及其他諸多方面都極為有利。
如圖3. 11所示,典型的DC - DC轉換器對于負載階躍的響應可劃分為5個基本部分。
(1)電壓瞬降,幅度等于階躍負載電流乘以輸出電容等效串聯電阻(ESR)。
(2)瞬降之后、DC - DC轉換器響應之前會有一段電壓緩降,電容上的電壓隨著電容向負載供電而跌落。
(3)電壓恢復期,電感接通并輸出負載電流,同時使輸出電容得到補充。
(4)負載撤離引起“ESR上跳”(與電壓瞬降效應相反)。
(5)電壓過沖,前一個開關周期儲存于電感的能量(負載撤離后)被轉儲到輸出電容。
其中,(2)、(3)和(5)可以通過仔細的設計和正確選擇DC - DC控制器而控制到最小。但瞬態電壓階躍部分《1)和(4》則無法消除,除非降低輸出電容的ESR。快速調節器能夠在發生跳變之后更快地將輸出拉回,但也無法消除跳變本身。即便是最快速的DC - DC轉換器(如MAX1711,可以在不足lOOns的時間內響應),對于運行于600MHz昀CPU來說也太慢了。
如今的CPU內核要求非常嚴格的負載調整。至少到目前為止,一些主要的CPU制造商都有這種要求。隨著電源電壓的降低,電源電流和時鐘頻率卻更高了,使得對于電源的要求急劇提高,特別是對電源的瞬態響應。日益嚴格的性能要求使設計的難度和成本越來越高,促使人們重新考慮電源的設計。更高的負載電流和更大負載瞬變要求帶來的后果之一,便是在微處理器周圍多出一片電容“叢林”,增加了系統的尺寸和成本。 ACPL-074L-560E
最快的開關型穩壓器也無法對負載階躍造成的輸出瞬降做出響應。以如今CPU的速率,只有完全依靠輸出電容來應付其高速階躍。另外,更為嚴格的負載調整需要更高的環路增益,而更高增益酌環路需要更大的輸出電容來保持穩定。由此看來,某種程度上放松對于負載調整的要求,對于元件數量的降低及其他諸多方面都極為有利。
如圖3. 11所示,典型的DC - DC轉換器對于負載階躍的響應可劃分為5個基本部分。
(1)電壓瞬降,幅度等于階躍負載電流乘以輸出電容等效串聯電阻(ESR)。
(2)瞬降之后、DC - DC轉換器響應之前會有一段電壓緩降,電容上的電壓隨著電容向負載供電而跌落。
(3)電壓恢復期,電感接通并輸出負載電流,同時使輸出電容得到補充。
(4)負載撤離引起“ESR上跳”(與電壓瞬降效應相反)。
(5)電壓過沖,前一個開關周期儲存于電感的能量(負載撤離后)被轉儲到輸出電容。
其中,(2)、(3)和(5)可以通過仔細的設計和正確選擇DC - DC控制器而控制到最小。但瞬態電壓階躍部分《1)和(4》則無法消除,除非降低輸出電容的ESR。快速調節器能夠在發生跳變之后更快地將輸出拉回,但也無法消除跳變本身。即便是最快速的DC - DC轉換器(如MAX1711,可以在不足lOOns的時間內響應),對于運行于600MHz昀CPU來說也太慢了。
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