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6位可编程多相同步降压buck控制器

作　者: 秦松
导　师: 吴晓波
学　校: 浙江大学
专　业: 电路与系统
关键词: VRM VRD 多相控制器电流均衡电流检测有源阻抗控制
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 71次
引　用: 1次
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内容摘要

随着微处理器技术的飞速发展,其工作频率不断提高,系统的集成度也越来越大,而工作电压却在不断降低。为确保系统高效可靠的运行,给CPU提供可靠且高质量的电源成为必须,但这并不是一个容易完成的任务。事实上,而整个电脑系统中最棘手的电源问题就是如何驱动微处理器。处理器的电源要求低压大电流的输出能力,高精度的调整精度以及高速的瞬态响应能力。目前主流的微处理器的核心供电已经降至1V左右,需求的输出电流高达100A,且输出电流的瞬态响应要求达到100A/us。这些数据在未来的几年内将会变得更加苛刻。为了解决CPU的供电问题,人们做了许多相关研究,Intel公司也为其微处理器产品制定了VRM/VRD系列标准。VRM(Voltage Regulator Module)就是为解决CPU供电问题提出的新型DC-DC电源变换器结构。本文深入研究了各种适用于低压大电流的VRM电路技术并认真研究了Intel的VRM/VRD10系列标准,设计了一款符合Intel最新的VRD10标准的6位可编程多相同步降压控制器,可以为当前主流的微处理器的供电问题提供可靠的解决方案。本文的创新点在于:提出了完整的6位可编程多相同步降压控制器的系统架构,透彻的分析了这种架构VRM控制器的工作原理和流程。研究并解决了低压大电流VRM控制器设计中的若干关键技术难题,包括精确且而无损的输出电流检测技术,多相输出VRM各相电流均衡技术,有源阻抗控制技术以满足负载线下调控制要求,复杂而完备的保护技术等。在美国国家半导体1.5um的BCD工艺上完成了芯片的各功能单元模块的电路级设计,并通过电路仿真对各项设计进行了仿真验证。

全文目录

目录  2-4
摘要  4-5
ABSTACT  5-6
第一章通用CPU供电技术研究概述  6-15
  1.1 通用CPU的供电要求  6-8
  1.2 VRM9和VRD10标准  8-11
  1.3 VRM变换器拓扑  11-15
第二章 6位可编程多相同步降压控制器系统规划和定义  15-33
  2.1 系统工作流程分析  15-16
  2.2 VRM控制器结构分析和设计  16-33
    2.2.1 输出电流检测  19-22
    2.2.2 有源阻抗控制  22-25
    2.2.3 均流控制  25-27
    2.2.4 动态VID  27-28
    2.2.5 各种保护功能  28-31
    2.2.6 PWM输出控制  31-32
    2.2.7 工艺选择  32-33
第三章功能性单元模块电路设计  33-61
  3.1 电流检测放大器(CSA)  33-37
    3.1.1 设计指标  33
    3.1.2 电流检测放大器内部结构及其原理  33-34
    3.1.3 仿真结果及分析  34-37
  3.2 误差放大器EA  37-48
    3.2.1 误差放大器的性能分析  38-45
    3.2.2 仿真结果及分析  45-48
  3.3 均流电路  48-50
  3.4 振荡器  50-54
  3.5 VID DAC  54-57
    3.5.1 VID DAC的设计指标  54
    3.5.2 VID DAC的结构分析和设计  54-57
  3.6 PWM输出级  57-59
    3.6.1 电路工作原理分析  57-58
    3.6.2 仿真结果  58-59
  3.7 软启动  59-61
    3.7.1 电路工作原理  59-60
    3.7.2 电路仿真结果  60-61
第四章系统建模与仿真  61-69
  4.1 功能单元模块建模  61-64
  4.2 系统仿真结果  64-69
第五章结论与和展望  69-71
参考文献  71-73
致谢  73

6位可编程多相同步降压buck控制器

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