介绍

笔记本电脑对计算能力的需求不断增加，大大增加了CPU时钟频率和电源电流。即将推出的移动cpu需要高达25A的核心电流来处理复杂的计算任务。传统的单相解决方案难以提供如此大的电流。当CPU电源电压(0.7V至1.8V)直接从高压(最大21V)适配器输入转换时，单相MOSFET驱动器的强度不足以有效驱动大电流MOSFET，而不会出现dV/dt穿透问题。

在mosfet中产生的过度功率损耗增加了CPU附近的热应力并减少了电池运行时间。高电流(25A)电感的物理尺寸变得不可接受的大，并且需要更多的低ESR输出电容来处理更大的负载步长。此外，在电感焊盘附近的PCB走线中，电流拥挤引起了对可靠性的担忧。因此，单相解决方案效率低下，体积庞大，并可能导致长期可靠性问题。

双相开关是这种应用的最佳解决方案。LTC1709-7是一款双相控制器，可驱动两个同步降压级180度失相，在不增加开关频率的情况下减少输入和输出电容。相对较低的开关频率和集成的大电流MOSFET驱动器有助于实现高功率转换效率，最大限度地延长电池运行时间。由于输出纹波电流抵消，可以使用低值、低轮廓的电感，从而产生更快的负载瞬态响应和降低元件高度。LTC1709-7还具有不连续导通模式和突发模式 操作，以最大限度地减少CPU处于“休眠”模式时的功耗损失。由于电流在两个相同的通道之间平均分配，热量均匀分布，提高了PCB的长期可靠性。

设计实例

25A移动CPU核心电源示意图如图1所示。在输入电压为15V、输出电压为1.6V/25A的情况下，仅使用一个集成电路、六个微小的SO-8 mosfet和两个1μH的低轮廓表面贴装电感，就可以实现约85%的效率。在5A ~ 25A的负载范围内，效率可保持在80%以上。

图2显示了测量到的负载瞬态波形。负载电流在0A和25A之间变化。转换速率为30A/μs。当输出端只有4个SP电容(270μF/2V)时，负载瞬态的最大输出电压变化小于190mV(P-P)。电阻R4和R6提供无效率损失的有源电压定位。如果没有主动电压定位，将需要另外三个SP电容器。

表1比较了单相和双相设计的性能和关键部件的选择。双相技术节省了2个270μF的SP输出电容和2个10μF的陶瓷输入电容。使用相同数量的mosfet和相同的开关频率，双相解决方案可以实现更好的效率。双相电路的效率更高，电流分布更均匀，大大降低了mosfet和电感的温升。

结论

与传统的单相解决方案相比，基于LTC1709-7的双相移动VRM具有更高的效率、更小的体积和更低的解决方案成本。双相解决方案延长了电池寿命，最大限度地减少了热应力，提高了长期可靠性。