高性能微處理器需要具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓大電流供電系統(tǒng)。因此，交織多相同步降壓轉(zhuǎn)換器作為這些微處理器的電壓整流模塊(VRM)獲得廣泛應(yīng)用，因為它們允許在小信號條件下采用更快速的系統(tǒng)控制器，可以減少輸出電壓紋波、降低輸入/輸出電容的成本。不過，在具有很大和快速的負載變化期間，交織相移會影響輸出電壓。

在與輸出功率相關(guān)的交流變量基礎(chǔ)上對系統(tǒng)穩(wěn)定性和小信號行為的研究結(jié)果表明：系統(tǒng)的狀態(tài)變量是流經(jīng)等效電感的總電流和輸出電容上的電壓降。多相交織系統(tǒng)可以用這些變量完全表征，并等效于只有一個單相位的DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中，線圈可以被并聯(lián)的全部電感(等效電感)代替，等效開關(guān)頻率是單相開關(guān)頻率的N倍(N是相位的數(shù)量)。

由這種模型可以看出，為什么用比單相系統(tǒng)更高的誤差放大器斜率(GBWP)可以實現(xiàn)更快的控制系統(tǒng)。當(dāng)然，這樣做還有助于保持輸出電壓的穩(wěn)定，即使在負載瞬變時也能很好地得到穩(wěn)壓。然而，最近的CPU電氣規(guī)范中負載瞬變速率已經(jīng)高達1200A/us(50ns為100A)，使得控制系統(tǒng)幾乎不可能及時響應(yīng)這種陡峭的變化。結(jié)果是中頻以上輸出濾波器電容的成本上升，例如22uF多層陶瓷電容(MLCC)。

動作延時

目前使用的控制器一般要么是上升沿架構(gòu)要么是下降沿架構(gòu)，每種架構(gòu)都有各自的優(yōu)缺點。采用下降沿控制架構(gòu)的控制器在每個時鐘周期的開始打開，這種控制器可以響應(yīng)控制器打開時發(fā)生的任何瞬態(tài)事件。然而，如果瞬態(tài)事件發(fā)生在控制器關(guān)閉期間，那么它必須等到下一個時鐘周期才能做出響應(yīng)。而采用上升沿架構(gòu)的控制器在每個時鐘周期內(nèi)是關(guān)閉的，這種控制器可以響應(yīng)在它關(guān)閉時發(fā)生的瞬態(tài)事件，但必須等到下一個時鐘周期才能響應(yīng)這種控制器打開時發(fā)生的瞬態(tài)事件。在這兩種架構(gòu)中，一般都會在PWM比較器的輸出端放置一個鎖存器，用以在響應(yīng)瞬態(tài)事件時建立一個周期的延遲。

雙沿調(diào)制器在判斷何時打開或關(guān)閉時不受時鐘周期的約束，打開信號取決于誤差信號。同樣地，誤差信號會通知控制器何時關(guān)閉。這種架構(gòu)再加上快速輸出反饋即可允許所有相位同時響應(yīng)瞬態(tài)事件。雖然基本的雙沿調(diào)制器可以改善系統(tǒng)性能，但很重要的是還能解決引入系統(tǒng)響應(yīng)延遲和妨礙理想瞬時響應(yīng)的其它架構(gòu)問題。如果將“動作延時(action delay)”看作是從控制器識別負載瞬變的發(fā)生到命令接通所有上邊(highside)功率MOSFET的時間，那么對這一延時的影響因素至少有以下幾種：

1. 遙測(Remote sense)用來以完全差分的方式檢測CPU上的電壓，采用運放實現(xiàn)。運放引入的延時T_rb=1/GBWP_rb(T_rb=100ns)，其中GBWP_rb在10MHz左右。遙測放大器必須從反饋路徑中移除，這可以通過只檢測遠端內(nèi)核地(core ground)實現(xiàn)，這樣會損失高頻共模抑制比(CMRR)。圖1是傳統(tǒng)的遠端緩存連接，這里的遠端緩存會引入延時Trb，因為它位于反饋路徑上。圖2所示的遙測是在反饋路徑外實現(xiàn)的，因此Trb=0。

2. 與純粹的雙沿架構(gòu)相比，采用鎖存器的雙沿實現(xiàn)方案會降低系統(tǒng)響應(yīng)速度，不能發(fā)揮雙沿架構(gòu)的優(yōu)勢。為了充分發(fā)揮雙沿架構(gòu)的優(yōu)勢，系統(tǒng)中必須取消時鐘和鎖存器。然而，以成本為主導(dǎo)的解決方案受內(nèi)嵌功率MOSFET驅(qū)動器的控制器的控制。這些驅(qū)動器會在每個開關(guān)邊沿產(chǎn)生噪聲，從而降低模擬前端的抗噪聲能力，冒很大的抖動風(fēng)險。限制基底噪聲的方法有好幾種，如精確的IC設(shè)計、噪聲隔離的硅組件等。這些方法中有兩種具有較大的PWM斜坡(ramp)和鎖存PWM脈沖(latched PWM pulse)。

鎖存雙沿PWM調(diào)制器有很強的抗噪聲性能，但它會產(chǎn)生正比于開關(guān)周期的長動作延時Ta。當(dāng)然也取決于負載瞬變發(fā)生的時刻。

在鎖存式雙沿PWM調(diào)制器中，最長的動作延時發(fā)生在下邊功率MOSFET接通時負載瞬變發(fā)生的時刻。約T/2的動作延時是可能的，其中T為開關(guān)周期。沒有鎖存器的雙沿調(diào)制器可以極大地改善消除Ta后的動作延時。

3. 誤差放大器本地環(huán)路必須在負載瞬變發(fā)生時避免急劇的輸出電壓下降。這樣控制環(huán)路可以忽略PWM斜坡，強迫所有的PWM脈沖為“1”，從而同時接通上邊的功率MOSFET。此時要求控制電壓處于飽和狀態(tài)。為了產(chǎn)生誤差放大器飽和狀態(tài)，需要在反饋網(wǎng)絡(luò)中插入電容Cp，如圖3所示。

Cp為控制電壓(COMP)提供了導(dǎo)數(shù)分量(derivative component)。大的Cp電容可以使COMP更快飽和，很容易高于PWM斜坡電壓，但會使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定，或可能產(chǎn)生抖動(因此增大輸出電壓紋波需要更多輸出電容)。如果Cp很小