实现多相降压转换器的负载线控制第一部分

随着 5G 网络、云计算、物联网 (IoT) 和虚拟化的普及，IT 基础设施正在推动对高性能计算服务器的需求。

每一代新的服务器都需要更高的计算能力和效率，同时也增加了对功率的要求。确保服务器满足市场需求的关键方面之一是了解微处理器的电源对整个服务器的动态响应和效率的影响。这使工程师能够配置电源以获得最佳性能。

当涉及到瞬态响应要求时，服务器应用程序的要求特别高。为了满足这些要求，设计人员可以实施负载线控制，有时也称为有源电压定位 (AVP)。

了解直流负载线设计

负载线 (LL) 控制是指电压控制环路的修改，其中降压转换器的输出电压 (V OUT ) 可根据负载电流进行调整。换言之，V OUT对于所有负载值不再是恒定的，而是根据功率需求而变化。可以使用公式 1 计算调整后的输出电压：

V OUT = V OUT(NOM) – I OUT × R LL (1)

其中，V OUT(NOM)是无负载连接到电源时的最大 V OUT ，I OUT是负载电流，R LL是等效负载线阻抗(Ω)。

固定所有负载的 VOUT的传统方法(用绿色表示线)。请注意，负载线产生的电压斜率仍必须设计为满足为微处理器供电的 V OUT要求。这意味着对于整个输出电流范围，V OUT必须落在指定的电压限制(V MAX和 V MIN )内。

使用直流负载线降低输出电容

为了演示负载线控制的好处，我们创建了一个通用示例，其中包含电源轨的典型处理器规格。输入电压 (V IN ) 设置为 12 V，输出电流 (I TDC ) 为 220 A，输出电压 (V OUT ) 为 1.8 V——所有这些都是服务器应用中电压轨的通用值。

双回路、数字、多相控制器MP2965用于实现此示例，因为它支持负载线配置并且可以配置为最多 7 相操作。PMBus 可配置负载线需要在 VDIFF 和 VFB 引脚之间连接一个下垂电阻器 (R DROOP )，以及内部寄存器配置。

MP2965 是一款双路数字多相控制器，专为 Intel VR13.HC 平台和 AVSBus 控制的 CPU 供电。MP2965 可与 MPS Intelli-Phase TM 产品配合使用，能采用最少的外部元件实现多相电压调节器(VR)解决方案。MP2965 可为 Rail 1 配置多达 7 相工作，为 Rail 2 配置多达 3 相工作。

MP2965 内部集成 EEPROM 来存储设备的应用配置。可通过 PMBus/I2C 接口轻松编程和监控设备配置和故障参数。MP2965 通过 Intelli-PhaseTM 产品的 CS 信号监控并报告实时输出电流。

基于独有的数字多相非线性控制，MP2965 能提供快速负载瞬态响应，最大限度地减少了输出电容的使用。由于仅采用一个功率环路来控制稳态和负载瞬态，因此可以轻松配置功率环路补偿。

产品特性和优势

· 多相双路输出数字控制器

· 兼容 Intel VR13.HC/IMVP9

· 兼容 PMBus/I2C 和 AVSBUS

· 开关频率高达 3MHz

· 引脚可编程 PMBus 地址或开机启动电压的功能

· 内置 EEPROM 以存储个性化配置

· 自动环路补偿功能

· 相比传统模拟控制器，采用了更少的外部元器件

· 非线性控制降低了输出电压过冲

· 灵活的双路相数分配

· 自动增减相数功能提高了全负载范围内的效率

· 支持相间电流平衡功能，同时支持可编程相电流偏差以实现相间热平衡的功能

· 数字可控 Load-Line 调节功能

· 支持检测 Intelli-Phase MOSFET 故障类型并自动记录至 EEPROM

· 支持 3 位 PVID 模式

· 支持超频模式

· 线性输出电压连线浮空检测

· 输入输出电压/电流和/功率监控

· 温度监测

· 支持无动作、自动关断功能、多次重试或无限次数重启等保护模式的输入电压欠压锁定保护(UVLO)、 输入输出过压保护(OVP)、输出欠压保护(UVP)、输出过流保护(OCP)和过温保护(OTP)

· 使用密码寄存器或引脚设置来实现PMBus读写保护功能

· 采用符合 RoHS 规范的 QFN-48 (6mmx6mm) 封装