設計高性能、低成本的筆記本電腦處理器電源

控制器必須對最大的負載階躍和負載釋放進行有效響應。每相導通延遲過程非常長的老式架構的響應速度還不夠快，控制器、驅(qū)動器和MOSFET也必須有足夠快的響應速度，以便滿足實時VVID變化的要求。

較早的單邊沿設計是等到下一個時鐘循環(huán)才對控制器在非工作狀態(tài)下發(fā)生的負載瞬態(tài)做出響應。它們一次只能對一相提供時鐘驅(qū)動，從而迫使電源從大電容獲得電流。

更新的控制器則通過異步校正來減少負載階躍響應時間，并同時減少電容器的數(shù)量。它們可以立刻導通所有的相來為CPU提供電流，而不會導致內(nèi)部時鐘的延遲。

同步降壓控制器(如ADI的ADP3207A)可以對突然的負載變化做出響應。它們可以讓所有相都與負載的階躍同步導通，無需等待即可提供最大電流。它們對最壞情況下的階躍的全相響應時間一般為1μs或更少。在最初的負載階躍需求得到滿足后，負載可以得到額外的電流供應，隨后系統(tǒng)進入正常工作狀況，因此紋波量并不會增加。

為了應對大的負載階躍，有些控制器同時導通所有的相。它們當中的大多數(shù)都使用線性傳遞函數(shù)特性來消除負載變化帶來的影響并控制輸出。

但ADP3207A卻使用非線性增益來響應負載階躍。最大負載階躍的大信號使系統(tǒng)傳遞特性處于傳遞函數(shù)的高增益段，從而讓所有的輸出相都導通。較小的負載階躍對應傳遞函數(shù)曲線的低增益部分，從而可用標準的PWM方式來獨立調(diào)節(jié)每一相輸出。這樣做的好處是抗噪聲性能更好、抖動更低，因為大多數(shù)噪聲將作用在傳遞函數(shù)的小 信號、低增益部分。具有恒定高增益的控制器更容易受噪聲影響。

大多數(shù)的移動應用需要使用兩相電源，但這些控制器可以輕松配置成支持三相電源工作，以保證更高效率。每相輸入電流會隨著相數(shù)的增加而下降，因此電池在給定時間內(nèi)的電流消耗也會相應降低，當然代價是需要額外的元器件，于是成本和空間占用相應上升。

圖1(詳見本刊網(wǎng)站)給出了當負載出現(xiàn)階躍，所有相都導通時的響應情況，本例子使用了兩相電源。

移動控制器需要在節(jié)約電池的低功耗模式下高效率地工作。ADP3207A在處理器選擇低功耗工作時，可以變換到單相工作模式。在這種模式下，開關頻率與負載電流成正比，以保證最佳的功率效率。此外需要控制單相同步MOSFET，以免出現(xiàn)反向電感電流。圖2給出了ADP3207A的一個電路實例。

本文小結

移動應用所采用的控制器正在努力跟上新的移動處理器的最新需求變化。通過引入新技術來改善控制器的響應特性，電源的總尺寸和成本可以保持不變，同時縮短響應時間，從而保證更新的高性能移動設計得以實現(xiàn)，且不會影響移動PC的總體尺寸和最終用戶所付出的費用。