數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的速度和效率日益提高，新一代微處理器的邏輯電壓低到了1.1～1.8v，而電流則高達(dá)50～100a，其供電電源——低壓大電流輸出dc/dc轉(zhuǎn)換器模塊，又稱為電壓調(diào)整器模塊（vo1tage regu1afor modu1e，vrm）。新一代微處理器對vrm的要求是：輸出電壓很低，輸出電流大、電流變化率高，響應(yīng)快等。

　�。�1）為降低ic的電場強(qiáng)度和功耗，必須降低微處理器的供電電壓，因此vrm的輸出電壓要從傳統(tǒng)的3 v左右降低到小于2 v，甚至1 v。

　�。�2）運(yùn)行時(shí)，電源輸人電流大于100a，由于寄生l、c參數(shù)，電壓擾動(dòng)大，應(yīng)盡量減小l和c的影響。

　�。�3）微處理器的啟、停頻繁，不斷地從休眠狀態(tài)啟動(dòng)、工作、再進(jìn)人休眠狀態(tài)。因此要求vrm電流從0突變到50a，又突降到0，電流變化率高達(dá) 5a/ns。

　　（4）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制擾動(dòng)電壓不大于10％，允許輸出電壓變化為±2％。線路的寄生阻抗、電容的esr和esl對vrm在負(fù)載變化過程中的電壓調(diào)整影 響很大，必須研制高頻、高功率密度和快速的新型vrm。現(xiàn)在已有多種電路問世，如同步整流buck轉(zhuǎn)換器（用功率mos管作為開關(guān)二極管）；為 了防止電流大幅度變化時(shí)，由于高頻寄生參數(shù)引起輸出電壓擾動(dòng)，增大輸出濾波電容、電感；多輸人通道（multi-channel）或稱mu1ti phase dc/dc轉(zhuǎn)換器如圖所示，利用波形交錯(cuò)（inter1eaving）技術(shù)，保證vrm輸出紋波小，改善輸出瞬態(tài)響應(yīng)，并可以減少輸出濾波電感和電容。

　　如圖 多輸入通道波形交錯(cuò)同步整流buck轉(zhuǎn)換器

　　下面介紹電壓紋波與沖擊電壓問題。

　　1）電壓紋波與esr

　　對于電壓在1v以下，電流在100a以上的負(fù)載，其負(fù)載電阻在10mω以下，低于濾波電容的內(nèi)部等效串聯(lián)電阻，會(huì)出現(xiàn)電壓紋波問題。假設(shè)可以 通過升降或升壓式轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)這種電源，但流過電容的紋波電流在100 a以上，效率小于50％。對此，在降壓式轉(zhuǎn)換器中含有串聯(lián)濾波電感，可 以抑制紋波電流。但是，負(fù)載電阻與esr相當(dāng)，紋波電流分別流過電容和負(fù)載，其動(dòng)作模式和目前的濾波電路不同。

　　為了探討紋波電壓的動(dòng)作模式，應(yīng)首先給出等效電路并進(jìn)行仿真。仿真中根據(jù)c＝的值，有四種動(dòng)作模式的紋波電壓。電壓紋波值與crc/r的變 化關(guān)系曲線也有四種動(dòng)作模式、c越大，紋波率就越小。為了進(jìn)一步降低低壓大電流輸出電壓的紋波，即減小濾波電容esr值，必須采取一定的 措施。

　　2）負(fù)載突變引起的沖擊電壓

　　對于數(shù)字電路的負(fù)載，為了快速響應(yīng)各種模式的轉(zhuǎn)換，輸出電壓相應(yīng)于負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)特性就顯得非常重要。此時(shí)，如果電流的變化率 較大，沖擊產(chǎn)生時(shí)間比開關(guān)周期ts短，則很難期待由反饋而帶來的輸出電壓穩(wěn)定效果。目前的技術(shù)還沒有辦法解決，正處于仿真研究階段。

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