电源性能，特别是瞬态响应，是满足当今低电压、大电流微处理器电源需求的关键。为了尽量减少负载过程中的电压偏差，一种最近被命名为“有源电压定位”的技术正在引起人们的极大兴趣，并在便携式计算机市场上越来越受欢迎。其优点包括在给定负载步长下降低峰对峰输出电压偏差，而无需增加输出滤波器电容。或者，可以在保持相同峰对峰瞬态响应的同时减小输出滤波器电容。

基本原理

术语“有源电压定位”(AVP)是指在依赖于负载电流的点上设置电源输出电压。在最小负载时，输出电压设置为略高于标称电平。在满载时，输出电压被设置为略低于标称电平。有效地降低了直流负载的调节性，但显著改善了负载的暂态电压偏差。这不是一个新想法，它已经在许多文章中被观察和描述过。新颖之处在于将该原理应用于解决微处理器电源的暂态响应问题。让我们看一些数字，看看这是如何工作的。

假设标称1.5V输出能够向负载提供15A，瞬态窗口为±6%(±90mV)。对于第一种情况，考虑一个具有完美直流调节的经典变换器。使用10A负载步进，转换速率为100A/μs。初始电压尖峰将完全由输出电容的等效串联电阻(ESR)和电感(ESL)决定。一组由8个470μF, 30毫欧， 3nH的钽电容器组成，ESR = 3.75毫欧， ESL = 375pH。初始电压降为(3.75毫欧·10A) + (375pH·100A/μs) = 75mV。这为设定点精度留下了1%的余量。电压偏移将在两个方向上看到，对于满载到最小负载瞬态和对于最小负载到满载瞬态。由此产生的峰间偏差为2·75mV = 150mV(图2a)。

现在看看使用有源电压定位的相同瞬态。在最小负载时，有意将输出设置为3% (45mV)高。在满载时，输出电压将设置为低3%。在最小负载到满负荷瞬态期间，输出电压开始时为45mV高，最初下降75mV，然后降到标称以下45mV。对于满载到最小负载瞬态，输出电压低45mV开始，高于标称75mV至35mV，并稳定在高于标称45mV。由此产生的偏差现在只有2·45mV = 90mV峰对峰(图2b)。现在把输出电容的数量从8个减少到6个。ESR = 5毫欧， ESL = 500pH。暂态电压阶跃现在为(5毫欧·10A) + (500pH·100A/μs) = 100mV。在偏移45mV的情况下，由此产生的中心周围变化为±55mV，或峰对峰变化为110mV(图2c)。通过减少25%的输出电容，很容易满足初始规格。

电压定位的另一个好处是CPU功耗的逐渐降低。输出电压设为1.50V, 15A时，负载功率为22.5W。通过将输出电压降低到1.47V，负载电流为14.7A，负载功率为21.6W。净节省0.9W。

基本实现

为了实现电压定位，需要一种检测负载电流的方法。然后必须使用这些信息将输出电压向正确的方向移动。对于电流模式控制器，如LTC1736，已经使用了电流检测电阻。通过控制误差放大器的增益，可以达到预期的效果。

当前模式控制示例- LTC 1736

图3显示了LTC1736的基本功率级和反馈补偿电路。在非avp实现中，去掉R(A1)和RA2，安装C(C)和R(C)。输入20V，输出1.6V时对应的瞬态响应如图1a所示。为了实现电压定位，我们将在ITH引脚控制误差放大器增益。内部gm放大器增益等于gm·R(O)，其中g(m)为跨导，单位为毫霍姆，R(O)为输出阻抗，单位为科姆。ITH引脚处的电压与负载电流成正比，其中0.48V =最小负载，1.2V =半负载，2V =满载。R(O) = 600k欧姆， gm = 1.3mmho。通过将分压器从5V INTV(CC)设置为1.2V，可以在不影响半负载时标称直流设定点的情况下限制增益。Thevenin等效电阻与放大器R(O)平行。使用图3所示的R(A1)和R(A2)的值，有效R(O)将为600k| 91k| 27k = 20.12k欧姆。放大器输入电压偏差得尔塔V(FB) = 得尔塔V(ITH)/(g(m)·R(Oeff))。得尔塔V(FB) = (2.0V-0.48V)/(1.3mmho·20.12k欧姆) = 58mV，距离标称半负载设定点±29mV。

应注意保持放大器输入不超过其标称值±30mV，否则可能导致非线性行为。直流参考电压V(FB)为0.8V, Vout设为1.6V，则得尔塔V(OUT) = 2·得尔塔V(FB) = 116mV。得到的瞬态响应如图1b所示。在使用更少的输出电容的同时，瞬态性能得到了改善。

AVP偏移的最佳量等于得尔塔I·ESR。图1b显示了这种情况。