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高效,紧凑的2相电源提供40A的英特尔移动cpu的处理办法

来源:analog 发布时间:2023-07-20

摘要: 笔记本电脑比以往任何时候都需要更多的电源,反过来,CPU供电电流要求也显著增长,到最新的英特尔移动CPU需要高达40A的电源。

介绍

笔记本电脑比以往任何时候都需要更多的功率,反过来,CPU供电电流要求也显著增长,到最新的智能移动CPU需要高达40A的电压。如此高的电流揭示了许多设计问题,这些问题在较低的电流水平下相对不重要。今天的笔记本电源设计者必须成功地管理不可避免的功率损耗和热应力在已经紧张的笔记本空间内,仍然保持高效率。LTC3716两相控制器通过在紧凑的封装中提供以下重要功能来解决这些设计问题:

  • 负载电流在两相之间均匀分布,减少了PCB上的热应力。

  • 失相操作降低了输入和输出电容要求,提高了整体效率。

  • 集成的MOSFET栅极驱动器通过排除对单独驱动ic的需要进一步节省空间。

LTC3716的VID表与最新的英特尔IMVP规范兼容,适用于Mobile Tualatinand Mobile Northwood处理器。

更小的电感器,简化热管理

单相,同步降压调节器是低电流CPU电源最常见的解决方案。然而,当CPU电流超过20A时,这种简单的拓扑结构就不再适用了——电感太大,功率损耗过大,总解决方案成本过高。

另一方面,基于LTC3716的解决方案允许更小的占地面积和更低的电感器。其高电流栅极驱动器,每个能够驱动多达三个SO-8 mosfet,消除了对分离的河流ic的需求。由于两相共享负载电流,tc3716缓解了单相解决方案中可能出现的电流拥挤问题。热量分布更加均匀,简化了热管理。LTC3716的失相操作降低了输入和输出纹波电流,进一步提高了效率。

此外,由于两种影响,两相解决方案的瞬态性能优于单相解决方案,而不牺牲效率:有效工作频率是任何一相的两倍,等效电感是任何一个电感的一半。

总的来说,两相操作产生的大电流电源比单相设计更小,成本更低,效率更高,更可靠。

40A英特尔IMVP-III稳压器

图1显示了使用LTC3716的40A Intel IMVP-III稳压器设计。Q3、Q4和Q6分别为电池模式、深度睡眠模式和深度睡眠模式提供输出偏置。D4加速高到低负载瞬变,同时允许BurstMode 运行,在轻负载下保持高效率。电阻分压器(R1/R2)实现了英特尔移动电压定位(IMVP)的要求,没有额外的功率损失。总效率和瞬态波形分别绘制在图2和图3中。在没有通风的露天25°C环境中连续满负荷运行20分钟后,两个电感测量70°C, mosfet测量65°C。

英特尔移动处理器和Northwood处理器的40A IMVP-III VR电源设计

图1所示 英特尔移动处理器和Northwood处理器的40A IMVP-III VR电源设计

图1中的电路在很宽的负载电流范围内保持高效率

图2 图1中的电路在很宽的负载电流范围内保持高效率

使用7个SP输出电容,输出偏移在规格限制内,并且有足够的余量

图3  使用7个SP输出电容,输出偏移在规格限制内,并且有足够的余量

结论

最新的英特尔移动cpu要求电源电流高达40A。作为性能、成本和可靠性的最佳组合,LTC3716两相解决方案以紧凑的尺寸提供高电流和高效率。LTC3716的其他功能包括真正的电流模式控制,精确的电流共享,±1%的参考精度,可调软启动,宽(4V至36V)输入范围和多种电路保护功能。有关更多信息,请参阅LTC3716数据表。

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