为微处理器核心供电.doc

1、为微处理器核心供电随着处理器核心电压与 AS I C 核心电压轮番持续下降，只有彻底理解了 需求 和可选方案，才能选出能提供这些所需低电压的最正确设讣。一般来说，在可 能的情 况下，我们大多数人都更愿意用线性稳压器，而不是开关稳压器。因为线 性稳压器， 或 LDO low drouth 压降稳压器，一般实现起来比拟简单，成 本低，体积小。但 是，线性稳压器从 VIN 到 VOUT 电压降产生的功率损失 会降低电源效率 , 并且发热 高，所以，线性稳压器经常被排除在可选范围之外。 而且，当 VOUT 伴随着微处理 器核心电压进一步下降，线性稳压器可能会更难于符合要求 ?然而，立即抛弃 LDO稳压

2、器也不明智的，毕竟它还有许多优 点。在对线性稳压器作了评估后，我们还需要遍历所有的开关稳圧器可选方 案。是 应该采用同步方式还是异步方式；用电流模式还是电压模式；脉冲宽 度、脉冲频率 还是磁滞开关？还需要其它特性吗？如果可选的线性稳压器和开关 稳压器实在太多， 要找到一个最适合自己产品的方案，就应该把应用需求列出一 个详细清单，然后同 各种可供选择的方案进行比拟。应该记住 : 选择正确设计的过 程包括三个步骤，第一 步就是建立有关需求、约束以及所期望特性的完整清单 , 从而全面理解自己的需要并 使其文档化。这个清单开始于一些根本要素 :如输入电压、输出电压以及负载电流 . 然后 尽可 能多地添

3、加其它信息。清单中包含的需求、约束和期望特性越多，就更容易 缩小可 选方案的范圉 . 这一清单可以出什么是重要的，并帮助理解及证明自己的最终决定。清单的其它项可能包括：本钱、尺寸、电压降压差 VIN-VOUT 的最低值、最小 / 最大输入电压、最小 / 最大可接受负载电压、容错 / 精度、 负载瞬态电流、线路调整 率、静态电流、电池类型及寿命、 开/关脚、封装/布局 /定位的限制、 顺序、软起动、 环境温度、期望和禁止的开关频率、对部件来源/ 类型的限制等等。除此以外，是否还有其它因素会影响到最终决策呢？，经过对需求与约束的充分考察并使之文档化后，第二个步骤是研究选择线 性稳 圧器的可行性 .

4、 这一步很有必要，这样可以在研究线性稳压器优劣的同时， 快速地缩 小可选范圉。最重要的一些计算都很简单，通过这些讣算可以确定功率 损耗、效率 以及需要的散热方式：首先，用 IOUT 与压差 VIN-VOUT 的 乘积计算出功率损耗， 然后与 IC 内部电路的功耗相加 : PLOSS= PIC, 其中， P I C = V|NxlGND (IGND 亦 为 ISUPPLY 或 I) 。确认采用了最大的 VIN 和最小的 VOUT 来计算最差情况的数值。电源通 常指 定了最大 VIN, 而最小 VOUT 的准确值可以通过数据表得到。接下 来计算给负载提 供的功率，方法是用输出电圧乘以负载电流： U

5、T=VOUTxlOUT. 最后，计算效率： 用加到负载上的输出功率除以系统总功率：效率=UT/ (UT PLOSS) 。于是就得到了一些关键数据，可以用来筛选线性稳压器。图 1, 线性稳压器压差 VIN VOUT ( VD I FF) 范围内，功率损失与 I OUT 关 系功率损耗有两个后果：发热和低效率。使用线性稳压器的关键在于是否可 以发 散和耐受产生的热量 , 以及防止山此所致电池寿命的缩减 . 另一个关键问题 是，是否 能通过提高 LDO 稳压器的性能来维持它的候选资格。 图 1 显示了在 某个 VIN-VOUT 差( VDIFF) 范围内，功率损耗与 IOUT 的关系 . 图 2 显示 了儿种常见封装的功率耗散 能力。2 所示，业界标准封装