重新使用多相转换器拓扑结构

在过去的几年中,包含多核处理器的系统芯片(SoC)设备已经出现在各种各样的消费和工业产品中。三星Galaxy 8 S8智能手机采用高通骁龙8核3.2 ghz处理器;苹果最新的A9 SoC用于iPhone 6S,包括该公司自己的ARMv8-A双核CPU和一个六核图形处理器(GPU)。
 
 
基于现场可编程门阵列(FPGAs)的集成电路也加入了多核处理能力和其他功能块来形成SoCs。例如,除了可编程逻辑、数字信号处理器(DSP)块和一组外围功能外,Xilinx Zynq-7000 SoC还包括一个单核或双核ARM Cortex-A9处理器。这些基于fpga的设备用于数字信号处理、软件定义的无线电、手机基站、医学成像、计算机视觉、密码学、语音识别和许多其他应用。
 
 
为这些设备及其cpu、gpu和dsp供电对于电力系统设计人员来说不是一项简单的任务:SoCs需要非常大的电流和非常快的响应时间。它们有多个不同的电压轨道,必须以精确控制的顺序打开和关闭。

1. LP8758包含四个独立可控降压转换器,使其适合于紧凑的SoC电源。(来源:德州仪器)
 
 
 
 
小号也是必备的。从智能手机到服务器线卡,人们的需求是在更小的外形因素中融入更多的功能。这就要求减少组件的数量、最大化转换效率和最小化总功耗。
 
 
重新使用多相转换器拓扑结构
 
 
SoC电源必须产生多个高效率、快速瞬态响应的低压输出。这些目标需要线性和交换技术的结合,设计人员正在为旧的电力转换器架构寻找新的用途。
 
 
由于克服了传统单相降压变换器的基本限制,即开关频率越高,转换效率越低,因此在需要高输出电流和快速瞬态响应的场合中,多相降压变换器得到了广泛的应用。
 
 
提高开关频率有很多优点:降低了输出纹波;增加动态响应;并允许使用较小的电感和电容。缺点是不断增加的开关损耗反过来降低了效率。
 
 
将多个交错变换器与相移开关相结合,有效地将基频乘以相位数,从而提高了器件的性能,减小了器件的尺寸。同时,单个变换器的开关损耗较小,效率较高。
 
 
传统的多相结构不允许设计人员设置每个单相块的参数,但是德州仪器公司的LP8758多相转换器消除了这一限制。除了正常的四阶段操作与输出结合,LP8758的每个转换器可以作为一个独立的设备。

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