安森美半导体高能效计算机电源方案

　　安森美半导体身为应用于高能效电子产品的高性能硅方案供应商，在高能效计算机电源方案方面拥有强势的市场地位，是全球领先的台式机电源方案供应商，在笔记本和上网本AC-DC适配器电源方案领域的市场份额也高居第一。安森美半导体的计算机电源方案提供高性能、高能效、高集成度等重要特性，应用于台式机、笔记本及上网本的各个主要子系统，如中央处理器(CPU)供电、热管理、电源及适配器电源转换、高速接口开关及保护等。新推出的CPU电源管理和高速接口方案经过了优化，配合英特尔最新发布的Sandy Bridge处理器。本文将着重探讨安森美半导体新近推出的计算机电源方案，帮助工程师选择适合的新产品。

　　用于80 PLUS金级/白金级能效ATX电源设计的的最新高性能组合控制器

　　台式计算机向来是能效规范机构瞄准的重要目标。安森美半导体身为领先厂商，更是不断推出符合最新能效规范的ATX电源控制器。例如，安森美半导体的ATX电源新产品NCP1910高性能组合控制器将台式个人计算机电源的功率因数校正(PFC)和主电源段控制器集成为单颗IC方案。这器件采用连续导电模式(CCM)功率因数校正和半桥谐振双电感加单电容(LLC)转换器，用于高能效80 PLUS金级/白金级能效设计。

　　NCP1910结合PFC和LLC控制器于单芯片中，集成这两个转换器所需的全部信号交换(handshaking)功能，提高了可靠性，支持更简单、更高密度的设计。NCP1910的设计用于ATX、一体机(all-in-one)及服务器电源，采用SOIC-24封装。图1显示的是NCP1910的产品示意图。             

  图1：NCP1910产品示意图。

　　符合各种VR规范的高能效Vcore电源控制器方案

       安森美半导体为台式机、服务器和笔记本等提供完整系列的多相或单相Vcore控制器，包括：

        NCP6151/6121(采用Flex Mode + Dual Edge架构，符合VR12规范)；

    NCP6131/6132(采用Flex Mode + Dual Edge架构，符合IMVP7规范)；

    ADP4000/3290/3293 (采用Flex Mode架构，符合VR11.1规范)；

    ADP3210/3211/3212/3218 (采用Flex Mode架构，符合IMVP6.5规范)；

     NCP5392/5395(采用Dual Edge架构，符合VR11.1规范)；以及

    NCP5393(采用Dual Edge架构，符合AM2+规范)等。

　　安森美半导体的多相降压控制器结合差分电压及电流感测与自适应电压定位(adaptive voltage positioning)功能，为最新世代的CPU供电。双缘(Dual Edge)及Flex Mode脉宽调制(PWM)控制再结合电感电流感测功能，为瞬态事件提供极快的初始响应，因而可以采用更小的大陶瓷电容来满足瞬态负载线路要求。这些控制器集成高性能运算误差放大器，能够方便地为系统提供补偿。安森美半导体专有的动态参考注入技术使这误差放大器补偿事实上不依赖于系统对电压识别(VID)变化的响应，免除了在过冲与动态VID性能之间的折衷。

　　值得一提的是，NCP6151、NCP6121、NCP6131和NCP6132是安森美半导体配合第二代Intel® Core™处理器系列(即Sandy Bridge)最新推出的高能效电源管理器件。它们均提供用户可配置的相位配置，集成真正的差分电压感测、差分电感直流电阻(DCR)电流感测、输入电压前馈，以及用于精确稳定电源的自适应电压定位功能。每款器件均提供分离(split)电流环路配置，缩短调谐(tuning)时间及降低复杂度，进而简化设计入选(design-in)；其中，结合了DCR电流感测功能的双缘PWM对动态负载事件提供最快的初始对应。控制环路的非线性瞬态对应满足高性能应用的要求，而30 mV/s的转换速率，结合前馈功能，将充电和放电时间缩至最短，用于高能效工作。轻载工作期间自动“切相”至单相工作，进一步提升了能效。这几款器件中，NCP6151是用于服务器应用的2/3/4相CPU控制器及单相图形处理器(GPU)控制器，NCP6121是用于台式机的1/2/3相CPU控制器及单相GPU控制器，而NCP6131是用于笔记本的3相CPU控制器及单相GPU控制器。

　　这些NCP61xx控制器结合安森美半导体提供的业界最小MOSFET驱动器NCP5901(采用SOIC-8 Narrow Body或DFN8 2.0x2.0x0.9mm)或NCP5911集成，以及优化了能效的新的NTMFS49xx、NTTFS49xx、NTD49xx或NTMS49xx高端稳压MOSFET，使客户能够创建用于客户端级和企业级的完整供电方案。这系列的11款新的高能效MOSFET使用先进硅技术，经过了优化，在降压转换器控制端应用中提供最佳的开关性能。每款新器件均提供极低的门电荷(Qg)和门阻抗(Rg)，将开关损耗降至最低，并改善信号质量；提供低电容，将驱动器损耗降至最低；提供低导通阻抗(RDS(ON))，提高总能效。图1中分别显示的是结合采用这些器件的台式机和笔记本Vcore电源方案的应用电路图。 

图2：台式机及笔记本Vcore电源方案应用电路图。

　　系统电源、芯片组及DDR电源控制器方案

       安森美半导体除了提供用于CPU电源管理的方案，还提供用于系统电源、芯片组及DDR存储器的电源控制器方案(参见表1)。以上网本应用为例，除了可以采用ADP3211A单相降压控制器用于CPU电源管理，还可使用安森美半导体用于系统电源、芯片组及DDR电源的不同控制器方案。