基于MCP7A主板平臺(tái)的CPU多相供電電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路制造技術(shù)的快速發(fā)展,CPU的性能得到了非常顯著的提高,但同時(shí)也伴隨了功耗的增加,這大大提高了對(duì)CPU供電電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求。為了更好的兼容不同CPU的核心電壓和頻率,計(jì)算機(jī)主板的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)CPU供電電路時(shí)必須滿足不同CPU的核心電壓的要求和CPU負(fù)載的大電流瞬態(tài)變化的問題。為了更好的解決和規(guī)范這些問題,Intel為其不同制程和架構(gòu)的CPU提出了相應(yīng)的VRD設(shè)計(jì)規(guī)范,它定義了CPU電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)指標(biāo),包括電氣性能,機(jī)

2、械性能和熱性能等。因此,基于Intel VRD設(shè)計(jì)規(guī)范的CPU多相供電技術(shù)的研究對(duì)于個(gè)人商用計(jì)算機(jī)主板行業(yè)的持久及健康的發(fā)展有著重要意義。關(guān)于研究基于脈寬調(diào)制的DC-DC電壓變換技術(shù)的文章很多,但是大多數(shù)偏重于電壓變換的理論探討并直接給出相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)值,對(duì)結(jié)合具體CPU和PWM控制芯片的CPU電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行設(shè)計(jì)和元器件選擇的理論分析并沒有完整的論述和詳細(xì)有效的工程解決方案。本文針對(duì)這種實(shí)際情況并結(jié)合工程案例,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期就進(jìn)行有效的設(shè)

3、計(jì)和元器件選擇的詳細(xì)理論分析,并提出詳細(xì)有效地工程設(shè)計(jì)與改善方案。
　　本文以型號(hào)為MCP7AM01主板電源供電項(xiàng)目為研究課題,針對(duì)當(dāng)前高端CPU所需的低電壓,大電流,大功率和快速的瞬態(tài)變化等特點(diǎn),設(shè)計(jì)了新型三相(預(yù)留四相)交錯(cuò)PWM同步整流的CPU供電電路。并詳細(xì)描述了其功率電路和控制電路的設(shè)計(jì)步驟和實(shí)現(xiàn)過程:采用同步整流的低阻抗功率開關(guān)管組成的BUCK電路,并設(shè)計(jì)完成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和自舉電路,實(shí)現(xiàn)了CPU的高功耗要求并有效降低了C

4、PU供電電路的功耗;為了適應(yīng)CPU快速的瞬態(tài)變化特點(diǎn),設(shè)計(jì)了電壓型相位補(bǔ)償控制回路,并通過對(duì)開關(guān)電路的每相輸出電流的采樣信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)有源下調(diào)的輸出電壓調(diào)節(jié),使供電電路具備快速瞬態(tài)響應(yīng)的能力;并以PWM控制芯片NCP5392為控制核心,完成整體功率電路和控制電路的搭建。最后以原理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證和優(yōu)化該CPU供電電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)。本研究表明,通過導(dǎo)入該研究設(shè)計(jì)方案,將有利于CPU供電電路在合理成本的條件下符合Intel VRD規(guī)范的要求