CPU內核電壓電路設計
(2)選擇電感
電感L的選擇與工作頻率f是內在聯(lián)系的,電源轉換器的工作頻率越高,外部電感的取值越小,由此認為將工作頻率f提至很高,來降低外部電感L的取值要求,實際上這種做法是不可取的,原因是出于工作效率的考慮,因為頂端 MOSFET和電感L會隨著工作頻率f的增大而消耗更多的能量,進而大大降低系統(tǒng)的效率。電感值還與突波電流有直接關系:電感值越大,工作頻率越高,突波電流越小,相反,VIN或VOUT越大,突波電流越大,具體公式如下:
突波電流 Iripple是CPU電源設計考慮的一個重要方面,目前CPU電源正朝著低電壓,大電流的設計方向發(fā)展,這里選擇1.5 H,20A帶有鐵氧體磁芯的的電感。
(3)選擇Rsense
LTC1709內部電流監(jiān)測引腳SENSE+,SENSE-與Rsense正負極相連,監(jiān)測負載電路突波電流 Iripple和最大導通電流IMAX,電流比較器限定最大電流:IMAX=75mV/Rsense,并據(jù)測得突波電流 Iripple稍小于2倍最大導通電流IMAX,即:Rsense=2(50mV/IMAX)。這里IMAX為20A,經計算,Rsense選擇5m ,1% 的精密電阻。
(4)選擇二極管
二極管D1,D2應選用肖特基二極管用于MOSFET 死區(qū)時期,在電感L和負載電路之間構成放電環(huán)路,防止底端 MOSFET反向導通,保護MOSFET,提高工作效率。通常二極管D1,D2選取額定電流為1A-3A,反向擊穿電壓30V的肖特基二極管。
?。?) 選擇輸出電容COUT
COUT要選取ESR等效串聯(lián)阻抗值小的電容,這對減小電路由重載變輕載時的 VOUT階躍電壓,防止階躍電壓過大燒毀CPU,抑制突波電流 Iripple有重要意義。
根據(jù)上式,并考慮到成本,輸出電容COUT選擇最大電壓4V,180 F鉭質電容4個。
結語
LTC1709電源轉換器憑借少量的外圍器件提供穩(wěn)定的電壓電流輸出,特別適宜用作便攜式電腦CPU電源系統(tǒng)的設計。此種芯片已成功應用于幾款便攜式電腦的研發(fā)設計中,經嚴格測試,性能優(yōu)越,穩(wěn)定性強,效果很好。
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