移动用CPU内核供电的挑战.pdf

移动设备中的CPU内核供电面临着严峻的挑战，尤其是随着现代高速CPU性能的提升，其所需的电流不断增大，这对电源设计提出了更高的要求。为了应对低输出电压、大电流以及快速响应负载动态变化的需求，电源转换效率、工作安全性和散热问题成为设计的关键。同时，便携式设备的空间限制也增加了设计难度。 MAX1710/MAX1711是专为此类应用设计的新型电源控制芯片，它们体现了当前在移动CPU内核供电领域的技术趋势。这些芯片采用了高速反馈控制环路，确保开关电源的稳定性。在传统的误差信号环路中，频率响应受到转换频率的限制，而前馈方案通过并行的控制机制，提前作用于能量转换过程，从而提高响应速度。在具有前馈控制的开关稳压器中，开关动作由前馈信号控制，误差环路则通过调节前馈作用点来设定电压。 MAX1710/MAX1711在控制电路方面进行了优化，不同于常见的误差比较结构，它们使用了两个误差放大环节，将输出端电容群ESR导致的准三角波放大后，送入控制关断时间的逻辑电路。这样，负载的瞬变直接反映在三角波的阶跃和下降速度上，通过逻辑电路的阈值时间控制，调节前馈作用点来设定电压。此外，MAX1710/MAX1711还采用了一种名为QuickPWM的控制方式，它能够根据输入电压和设定的输出电压，计算出相对固定的关断时间，以避免对效率的影响和在高速大电流情况下产生的不理想波形。 提高转换效率是另一个重要的考虑因素。MAX1710/MAX1711通过消除对取样电阻的需求，利用不同的控制和保护电路，提高了电路效率至少4%。这种改进不仅降低了功耗，还有助于减少热管理的负担。在负载电流低于特定值时，电路会进入续流电感模式，以维持高效能运行。 总结来说，移动设备CPU内核供电的挑战主要集中在低电压、大电流、快速响应和紧凑空间的设计上。MAX1710/MAX1711等新型电源控制芯片通过采用前馈控制、高速反馈环路优化和QuickPWM技术，有效地解决了这些问题，提升了转换效率，并实现了纳秒级的瞬态响应速度，适应了现代高性能移动处理器的需求。这些技术的发展对于推动移动设备的性能提升和能效优化具有重要意义。