三種快速動態響應的VRM拓撲分析比較

　　圖一為兩相交錯Buck拓撲，其每相都有一個自己的輸其紋波出電感。消除作用如圖二所示。其兩相作用的結果使輸出電流的實際紋波頻率為每相開關頻率的兩倍，而紋波大大小于每相電流的紋波。按照圖三給出的占空比、相數、紋波的關系，當占空比為0.5時紋波完全消除。

　　同樣根據圖三給出的關系當占空比很小時，要實現較好的紋波消除效果，相數就要變得很大。這樣不僅電路復雜，而且由于驅動損耗，開關損耗，開關導通損耗，效率也將降低[2]。為此人們提出了多相有源鉗位耦合Buck電路，來提高占空比[2]。而在Vin／Vo值很大的情況下，人們采用變壓器來提高占空比，而在副邊采用倍流技術（倍流技術實質上是兩相交錯技術）來進一步減小紋波[3]。

　　綜上所述，多相技術從消除紋波的角度出發，來減小濾波電感，從而獲得比傳統VRM好的多的動態性能。

　　2.2　采用步進電感的變換器拓撲

　　多相技術從消除紋波的角度出發的。那么能不能直接從改變電感值的途徑，來達到很好動態性能呢？為此人們提出了一種單相采用步進電感技術的VRM[4]。其電路圖如圖四所示。S1,S2,Lo,Co組成基本的BUCK電路。M1,M2,C1,C2,D1,D2,D1’,D2’,Dz1,Dz2,Laux1和Laux2組成輔助電路，來改善變換器的動態速度。Laux1, Laux2和Lo是耦合電感。在穩態時輔助電路不公作。在Step―up負載突變時，M1導通，Vi使Lo飽和,使Lo相當于短路，使輸出電感值減小到Lr,其值很小相當于漏感，從而大大提高了電流變化斜率，其工作波形如圖五。在Step―down負載突變時，S2閉合，Lo仍相單于短路，輸出電容上的不平衡電荷可以通過Lr快速泄放。可以看出，在穩態時，此電路電感是Lo，瞬態時電感為Lr，因此電路中的電感稱為步進電感。

　　與多相交錯技術比較其具有更好的動態效果。

　　第一，多相交錯技術的動態性能好壞與負載突變的發生時刻有關，而采用步進電感技術的動態態性能與負載突變的發生時刻無關[5]。

　　第二，多相交錯技術在Step－down時電壓尖峰絕對值大于Step－up電壓尖峰絕對值，這使得控制電路的設計必須考慮這些因數，而變得比較復扎，而采用步進電感技術則不存在這樣的問題。

　　第三，在穩態時，由于采用步進電感技術拓撲的電感值大于多相交錯并聯拓撲，其電流紋波值小，從而能獲得更高的效率。

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圖五　 Step－up時電路工作波形圖