跨电感稳压器 (TLVR)
半导体处理器的微型化导致了电源电压的降低,但消耗的电流不降反升,使得功率消耗持续增加。低电压和大电流的趋势带来的问题之一是对快速负载波动的反应,但随着电压规格降低,电压的容许公差变得非常的小。若输出电压的精度为±3%,则1V电压的公差必须控制在±30VmV。对于伺服器的专用电源,即使在超过1000A的大电流负载骤变的驱动条件下,输出电压也需尽可能地保持稳定。
应用的低电压大电流发展趋势,在此之前通常采用以多相VR架构高频化和多相位化来应对。对于多相VR仅通过一个相位的占空比控制不足以应对大电流负载变动,需要对多个相位进行占空比控制。但相位间的切换需要时间,因此需进一步提高切换频率来加快响应速度。虽然提高频率对改善负载响应有很大的作用,但同样会极大的增加开关的损耗,因此很难通过提高现有电路配置的多相VR的频率来达到高效能的要求。
此外,通过使用大容量外部电容器可在一定程度上抑制大电流应用的电压波动,但这也增加了安装面积和电容器的成本。 考虑到上述诸多情形,TLVR(Trans-Inductor Voltage Regulators)是目前应对低电压大电流应用快速负载波动的主流电路配置,在这种电路配置中每个相位开关连接到一个带额外绕组的电感器上,然后将每个相位的额外绕组和补偿电感器串联成回路,以便同时为每个相位提供电流补偿。
TLVR的优势为:- 较高的瞬态响应性能,满足负载要求。
- 降低损耗。
- 可保持较小的输出电容值,从而减少设计面积和系统成本。