如何保持高性能移动CPU电源的低元件成本

笔记本电脑的新型处理器对电源提出了更高的要求：电流应该更大、对负载阶跃响应速度更快、输出电压在电压识别（VID）码刷新后应能做出更迅速的调整。如果现有的电源设计可以满足最新的负载阶跃响应用规范要求、可保证低纹波，且在所有工作模式下（特别是待机模式）都能实现高效率，那么把该设计复用到一个新系统则是一个优先的选择。不幸的是，较老的控制器无法直接通过现有的输出电感来提供快速的负载阶跃响应，因此它们需要额外的大电容让瞬态过程变得平滑。不过，新的电源设计的可用空间与较老式设计所能利用的空间是相同的，因此无法放置额外的电容。本文将讨论一种可行的替代方案。

解决新问题的新型控制器

对大多数笔记本电脑应用来说，两相设计可以把电感电流值控制在每相20A或者更低，以便对负载阶跃进行最快响应，并保证最低成本。开关频率设定必须足够高，以便能以所要求的转换速率对负载的瞬态变化做出响应。必须保证MOSFET的RDSON很低，以最大限度地减少高频开关损耗，而且控制器的反馈环路的带宽必须足够高，以确保响应的快速性。不幸的是，老式的控制器的带宽有限。提高开关频率并无裨益，因为很窄的带宽限制了环路响应。电感不能提供很大的电流阶跃，因此需要更多的大电容。这种设计的成本和尺寸非常大，而且限制了实时输出电压的阶跃响应。

新型多相同步控制器可以解决这些问题。它们稳定而高速的反馈回路可以实现尺寸更小、成本更低的设计。有些控制器还支持在较低开关频率下单相工作，从而大大提高低电流和间歇电流条件下的效率。

若得到恰当的补偿，高带宽控制器可以应对最大的负载阶跃而不会产生振荡。控制器可以通过电感提供更多电流，因此从大电容上取走的电荷量更少。新型的控制器可以快速响应电流瞬态，并同时导通多个相，增加可用的负载电流而无需增加大电容。控制器可以处理很大的负载阶跃，从而让电感、电容和MOSFET的选择简单易行。

确定电感值

每相数百kHz的开关频率可以保证设计在开关损耗、纹波和输出滤波器的尺寸等方面取得良好平衡。输出滤波器中的电感值取决于纹波要求而非输出电压。