LTC1705:两步电压转换减少了笔记本电脑电源的尺寸和热量

元器件信息   2023-11-22 14:50   243   0  

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Linear Technology的LTC1705是英特尔移动Pentium III微处理器的集成度最高的CPU核心,I/O和时钟供应解决方案。该芯片是“两步”转换架构的一部分。两步转换使用一次调节器将输入电源(锂离子电池)转换为5V。这个5V电源被下转换为LTC1705提供较低的处理器核心电压,I/O和时钟供应。两步系统中的每个调节器保持相对较低的降压比(5:1或更小),在保持合理的占空比(V(O)/V(in))的同时高效运行。相反,从高输入电压到1的单步转换。xV输出必须在非常窄的占空比下工作,要求在影响效率和瞬态响应的同时权衡外部元件值。

两步调节也可以在热管理方面带来优势。在典型的微处理器核心电源稳压器中,DC/DC控制器位于CPU旁边。在一步设计中,核心调节器消耗的所有功率都位于已经热的CPU旁边,使热管理成为一场噩梦。在两步LTC1705设计中,核心调节系统中相当大比例的功率损耗发生在5V电源中,该电源通常位于远离CPU的位置。在系统的LTC1705部分,热量损失的功率相对较低,最大限度地减少了CPU附近增加的热量。使用LTC1705的两步解决方案通常可以匹配或超过单步解决方案的总系统效率,并提供改善瞬态响应,减少PCB面积和简化电源走线路由的额外好处。

LTC1705使用恒定的550kHz开关频率,允许使用物理上较小的电感器。LTC1705包括两个开关调节器控制器,一个用于CPU核心,一个用于I/O,每个控制器用于驱动一对n沟道mosfet,以电压模式反馈同步降压配置。板载5位DAC根据英特尔移动VID规范设置核心输出电压。该IC还包括一个低差线性稳压器(LDO),可为CLK电源提供超过150mA的输出电流。LTC1705还有一个开漏PGOOD引脚,当所有三个输出都在其调节值的±10%范围内时,该引脚指示。

图1中的电路是一个典型的英特尔移动Pentium III应用程序的核心,I/O和时钟供应。核心电压是VID控制,在18A时可以从0.9V到2.0V变化。I/O电压设置为3A时1.5V,由两个电阻器编程。时钟电压内部设置为2.5V, 150mA。图2显示了不同输出电压下的典型铁芯效率,图3显示了14A负载阶跃下的铁芯输出瞬态响应。

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图1所示。LTC1705的典型应用为移动奔腾III处理器

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图2。LTC1705对各种输出电压的典型效率

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图3。图1电路在0A到14A负载阶跃时的瞬态响应

LTC1705带有源电压定位(AVP)电路

图4和5显示了在LTC1705电路上实现有源电压定位的两种方法。在图4中,通过在功率路径中添加2.5毫欧电阻(R18)来设置电压放松。在满载时,输出电压将小于标称电压I(满载)·0.0025。为了使输出电压在零负载时高于标称电压,在FB1和地之间增加了一个390k电阻(R17)。输出电压高于标称值的直流电值可由下式计算:

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其中0.8是反馈电压,10k是LT1705内部DAC的顶部反馈电阻。

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图4。LTC1705应用于有源电压定位的外部感测电阻

在图5中,电压解除是由功率电感L1的直流电阻设定的,其近似为2.5毫欧。LTC1705的SENSE引脚连接在R20 (150欧姆)和C24(1µF)之间。R20和C24通过电感器L2连接,作为低通滤波器,时间常数为150µs。同样,在FB1引脚和地之间添加390k电阻。图6和7分别显示了图4和图5中LTC1705电路在0A至14A瞬态负载阶跃下使用四个150µF三洋POSCAP电容的瞬态响应。

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图5。LTC1705应用中,利用功率电感的电阻进行有源电压定位

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图6。图4负载阶跃为0A至14A时电路的瞬态响应

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图7。图5负载阶跃为0A至14A时电路的瞬态响应

结论

LTC1705通过使用有源电压定位(AVP)将昂贵的大块输出电容器降至最低。它还利用了两步转换的优势,并生产了目前英特尔移动奔腾III微处理器可用的最高效和高度集成的CPU核心,I/O和时钟供应。

奔腾是英特尔公司的注册商标。


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