三種快速動態響應的VRM拓撲分析比較

　　2.3　混合供電模式

　　前面所討論的兩種方法都采用提高負載突變時電流的跟隨速度來獲得良好的動態性能。而另一種思路就是在負載跳變時，提供一條支路來實現電容的快速充放電。這種供電拓撲成為混合供電拓撲，如圖六所示。

　　其中，BUCK拓撲是主供電電路，而推挽線性電路為輔助電路。即混合供電電源采用線性電源與開關電源同時供電。其中線性電源由一個低功率放大器和電源輸出模塊構成，它的輸出端直接連接到模塊S（由電阻RL和電容C組成）。參考電壓VRef加在比較器1的同相輸入端，輸出加到反向輸入端。線性電源控制環比開關電源的具有寬的多的帶寬。線性電源的輸出電流iLi在Rs上的壓降Vs作為開關電源誤差性號。在負載Step－up發生時，線性電源提供必要的電流來保證電容上電壓的穩定。而電流iLi的增加引起isw的增加，而isw的增加使iLi降低到0。當負載Step－down發生時，線性電源為電容提供一個電流泄放回路，以此來保持電容上電壓的穩定[6]。

　　開關電源的主要特征是效率高，但是由于開關損耗的限制使得開關頻率不能做的很高，所以帶寬有限。還有開關電源電路依賴導通模式和外部參數（如輸入電壓，輸出電流）的小號信增益模型，這就限制了開關電源用于電壓、電流發生突變的場合，如給CPU供電。而線性電源具有很快的動態響應速度，在負載突變時能保證輸出電壓穩定，但是效率較低。混合電源利用了兩種電源的優點，開關電源的高效率和線性電源的快速響應速度，這樣就克服了開關電源響應速度慢和線性電源低效率的缺點。還有混合供電模式的控制環的具有很寬的帶寬[6]。

圖六　混合供電拓撲

3　總 結

　　以上提出的三種拓撲，它們從不同的角度出發，實現良好的動態性能，但他們的根本出發點都是希望減少動態過程中輸出電容所承擔的不平衡電荷。VRM設計需要綜合考慮效率、動態性能、功率密度、體積、成本等因數。因此在設計快速動態性能的VRM時，不能把動態性能與其他方面割裂開來考慮。本文的三種拓撲有其各自的有缺點，需要在不同的場合根據實際要求來選擇。