選擇理想的核心電壓穩(wěn)壓器控制器IC最大限度地提高CPU效率和瞬態(tài)響應能力

　　當你打開計算機時，就知道中央處理器(CPU)在運行。但是，你可曾想過它是如何工作的呢?CPU是接受直流電壓并提供所需的數據處理性能。但是，需要復雜的CPU電壓調節(jié)，這由位于CPU附近的專門的穩(wěn)壓器(VR)來提供。最新一代的CPU采用非?？斓臅r鐘頻率，這意味著CPU芯片上晶體管的開啟和關閉頻率非常高。處理器可以消耗令人難以置信數量的電流，在晶體管導通時對寄生電容充電。一般來說，移動CPU消耗的電流要低于同類臺式機或服務器應用，但是它仍然可以很容易地消耗50A以上的電流。為了降低功耗，CPU都是在非常低的核心電壓下運行，往往低于1V。低電壓高電流對CPU穩(wěn)壓器帶來了重大挑戰(zhàn)。

　　最流行的CPU穩(wěn)壓器解決方案是多相同步降壓轉換器，如圖1所示。同步降壓一詞表明，MOSFET被用作了低側開關。相比之下，一個標準的降壓穩(wěn)壓器有一個低側開關二極管。與標準降壓穩(wěn)壓器相比，由于MOSFET比二極管的電壓降更低，同步降壓穩(wěn)壓器的主要優(yōu)點是效率較高。

　　圖1. ISL62882多相降壓轉換器。(圖字：底部焊點)

　　CPU核心電壓有非常嚴格的開關紋波和瞬態(tài)響應要求。多相降壓轉換器采用交錯相(interleaved phase)來減少總輸出電壓紋波，每個相攜帶一部分總負載電流，可以使用小型電感迅速提供能量，同時保持很小的核心電壓開關紋波。

　　在筆記本電腦環(huán)境中，電路板面積非常有限，所以最好采用集成在控制器上的MOSFET柵極驅動器，以消除柵極驅動IC所需的空間和成本。

　　活動模式和休眠模式

　　移動CPU可以頻繁地在活動模式和休眠模式之間變化。它甚至可以在兩次按鍵之間進入休眠模式。在休眠模式下，它需要較低的核心電壓，消耗電流也相當少，有助于延長電池壽命。CPU穩(wěn)壓器需要在整個負載范圍內有效，以幫助延長電池壽命。如前所述，CPU核心電壓采用多相配置來支持大額電流。但是，多相操作在輕負載條件下將會無效，因為有太多的MOSFET要開關來支持低輸出電流。穩(wěn)壓器可以做幾件事情來提高輕載效率。

　　首先，它可以降相(drop phase)，以消除閑置相的不必要的開關動作。

　　或者，它還可以進入二極管仿真(DE)模式，這時低側MOSFET受到控制，其運行就像一個二極管，可使電流從源極流向漏極，并當電感電流試圖反向時關閉。這種模式消除了輕負載時流到輸入電壓軌的不必要的能量。為了進一步提高效率，該控制器還可以在負載較輕時降低開關頻率。