處理器的高效率電源管理

　　一種方法是采用帶集成MOSFET驅動器的PWM(脈寬調制)控制器IC。然而，片上柵極驅動器產生的熱和噪聲會影響控制器性能。級連這類芯片以增加更多相是不現實的。用這種配置實現精確的電流均分是困難的。這種方法3相是限制相數。

　　另一種方法是采用分離的控制器和分離的柵極驅動器，使PWM控制器與柵極驅動器的熱和噪聲隔離。然而，電流均分會更復雜，因為電流感測信號路由到控制器。還有另外的控制器-驅動器延遲，這是因為它們是分離的IC。

　　另一種方法是采用一個帶集成柵極驅動器和內置同步和電流均分的控制器。這種方法只允許偶數相數。它簡化了設計，但可導致未用或多余硅片、引腳和外部元件。最重要的是片上所產生的驅動器熱和噪聲可能會降低控制器性能。
　　所以，現有的方法在選擇相數中不能提供所需的自由度。理想的方法是一種可伸縮的拓撲，它能容易地增加或去除任意多相單元，而且不影響性能。這種方法必須能夠在分布的相單元中相等地均分電流。這樣的技術使寄生效應最小，并容易板布線。

　　DrMOS

　　配置一個減小尺寸、可伸縮多相變換器的一種方法是采用DrMOS(Driver-MOSFET)規范(Intel公司2004年11月提出)。DrMOS模塊包括驅動器和功率MOSFET(圖2)，設計用于多相變換器。

　　對于一個DrMOS器件采用多芯片模塊的一個主要優點是，可以使單獨MOSFET性能最佳化。然而，多芯片模塊的元件成本高于等效的單片方案。盡管如此，設計人員應從系統觀點看成本問題。

　　Fairchild公司的FDMF8700是一款支持Intel的DrMOS Vcoredc-dc變換器標準、用于大電流同步降壓應用的FET加驅動器的多芯片模塊。這是一個完全集成的功率級方案，采用8×8mm MLP封裝。它替代一個12V驅動器IC和3個N溝MOSFET，與分立元件方案相比，節省板空間50%。開關和驅動器管心的布線和尺寸是最佳化的，能工作在較高頻率。

　　不象分立方案那樣，寄生元件與板布線一起顯著地降低了系統效率，FDMF8700模塊的熱和電氣性能，使寄生效應最小，改善了總系統效率。在工作時，高端MOSFET對于快速開關是最佳的，而低端器件對于低RDS(ON)是最佳的。這種配置實現了變換12V總線到提供處理器芯核1.0V~1.4V(高達30A)電壓所需求的低占空比開關。

　　Fairchild家族的DrMOS多芯片模塊包括FDMF6700，FDMF8704，FDMF8704和FDMF8705(見圖3)。

　　圖2 DrMOS模塊包含驅動器和功率MOSFETs。控制電路和輸出級具有獨立的地

　　Renesas Technology America公司的RZJ20602NP集成一個驅動器IC和高、低端功率MOSFET在56引腳QFN封裝中。這種第二代驅動器-MOSFET產品工作在高達2MHz開關頻率，其最大輸出電流為40A。工作在1MHz，VIN=12V，VOUT=1.3V時，最高效率接近87%。在25A輸出電流時，功耗只有4.4W。

　　NXP公司的NXP PIP212-12M也滿足DrMOS規范。它由高端(控制FET)、低端(同步FET)和FET驅動器組成。它可以用做降壓穩壓器構建單元，每相大于30A電流、工作頻率高達1MHz。

　　Semtech公司的SC2447是一款高頻率、雙相PWM降壓控制器，對于Philips和Renesas DrMOS是最佳的器件，適用于網絡系統電源。它采用固定頻率、連續導通峰電流模式的控制，具有良好的補償和快速瞬態響應。它產生兩個獨立的180?異相、30A輸出。每個相具有單獨的閉環軟啟動和過載停機定時器。

　　Intersil公司的ISL6307A控制微處理器芯核電壓調整(圖3)。微處理器負載可產生非?？煅芈实呢撦d瞬態。ISL6307A具有寬帶控制環和高達12MHz的紋波頻率，能為瞬態提供最佳響應。ISL6307A利用專利技術感測電流，來測量低端MOSFET導通期間跨接在低端MOSFET的RDS(ON)或輸出電感器dc電阻(DCR)上的電壓。電流感測器為精確電壓降、通道電流平衡和過流保護提供所需的信號。可編程內部溫度補償功能補償電流感測元件的溫度系數。

　　圖3 由4個Fair child FDMF 8704DrMOS模塊和1個分離的四相Intersil ISL8307A PWM控制器組成的簡化四相電壓穩壓器電路