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　　多相变换器

　　预测到2010年处理器将工作在1V和100A，到2020年希望处理器的电源电压将是0.7V和更高电流。处理器工作在1V，100A(或更高)和GHz频率时的高效电源管理(采用当今的元件和技术可达到的效率为70%~80%)成为设计人员面对的困难任务。

　　可以满足当今处理器电源要求的唯一拓扑是多相开关模式变换器。这种拓扑采用两个或更多相同组合单元，把这些单元的输出连接起来，其输出是所有单元输出的总和。随着工作电流要求的增高，需要有更多的单元(相)。一个最佳的设计需要折衷考虑相数、每个相的电流、开关频率、成本、尺寸和效率。更高的输出电流和更低的电压，需要更严格的输出电流调整。多相设计可采用几种实用的方法。

　　● 采用带集成MOSFET驱动器的PWM控制器IC。然而，片上栅极驱动器产生的热和噪声会影响控制器性能。级连这类芯片以增加更多相是不现实的。用这种配置实现精确的电流均分是困难的，这种方法三相是限制相数。

　　● 采用分离的控制器和分离的栅极驱动器，使PWM控制器与栅极驱动器的热和噪声隔离。然而，电流均分会更复杂，因为电流感测信号路由到控制器;另外还有控制器-驱动器延迟，这是因为它们是分离的IC。

　　● 采用带集成栅极驱动器和内置同步及电流均分的控制器。这种方法只允许偶数相数。然而，片上所产生的驱动器热和噪声可能会降低控制器性能。

　　上面所述三种方法在选择相数中不能提供所需的自由度。理想的方法是一种可伸缩的拓扑，它能容易地增加或去除任意多相单元，必须能够在分布的相单元中相等地均分电流。

　　● DrMOS。配置小尺寸、可伸缩多相变换器的一种方法是采用DrMOS(Driver-MOSFET)模块(图5)。DrMOS模块包括驱动器和功率MOSFET，设计用于多相变换器。Fairchild公司的FDMF8700是一款支持Intel的DrMOS Vcoredc-dc变换器标准、用于大电流同步降压应用的FET加驱动器的多芯片模块。这是一个完全集成的功率级方案，它替代一个12V驱动器IC和三个N沟MOSFET，与分立元件方案相比节省板空间50%。Fairchild家庭的DrMOS多芯片模块还有FDMF6700、FDMF8704、FDM8705。图6示出由FDMF8704和PWM控制器组成的四相电压稳压器电路。Renesas公司的RZJ20602NP集成一个驱动器IC和高、低端功率MOSFET在56引脚QFN封装中，它工作在高达2MHz开关频率、最大输出电流40A，工作在1MHz、VIN=12V、VOUT=1.3V时最高效率接近87%。

关键词： NS 电源管理 高能效 能源效率 200908