高性能電壓調(diào)節(jié)模塊智能型控制策略的研究與改進(jìn).pdf

1、現(xiàn)代微處理器的飛速發(fā)展對其供電單元——電壓調(diào)節(jié)模塊(Voltage Regulator Module，VRM)的性能提出了更高要求，要求其在低供電電壓下具備高驅(qū)動能力，并能在瞬間的大電流變化率下保持供電電壓的高度穩(wěn)定，因此，快速瞬態(tài)響應(yīng)成為現(xiàn)代VRM的必備特征，成為電源設(shè)計中的研究熱點。
　　 現(xiàn)代電源設(shè)計中提高VRM瞬態(tài)響應(yīng)的努力主要集中在兩方面：控制方法和電路拓?fù)涞母倪M(jìn)。拓?fù)渖系母倪M(jìn)通常是以犧牲電路成本來換取性能的提高，例如

2、多相交錯拓?fù)渑c步進(jìn)電感拓?fù)洌欢刂品椒ǖ母倪M(jìn)則有可能在不增加成本的條件下明顯提高動態(tài)響應(yīng)速度。因此，對此類控制方法的研究尤其得到重視，并具有良好的應(yīng)用前景。
　　 本文對VRM的控制策略進(jìn)行了研究，通過對目前用于VRM主要控制方法的分析比較，提出一種新的基于滑模控制理論的電容電流遲滯控制模式方法。該方法繼承了傳統(tǒng)遲滯控制方法的快速響應(yīng)與魯棒性能，同時消除了傳統(tǒng)電壓遲滯控制模式輸出紋波大，以及電感電流遲滯控制模式負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度不

3、夠快的不足之處。滑模理論的應(yīng)用使VRM具有接近理想的單開關(guān)周期穩(wěn)定的特點。此外，為了進(jìn)一步提高瞬態(tài)響應(yīng)性能，本設(shè)計中還提出了在大負(fù)載跳變時采用輔助的線性補償策略；同時，考慮到傳統(tǒng)的遲滯控制具有開關(guān)頻率不固定的缺點，設(shè)計了一個簡單的頻率調(diào)制環(huán)路來實現(xiàn)了恒定開關(guān)頻率的遲滯控制。
　　 所提出的VRM控制器芯片采用TSMC0.35um CMOS工藝設(shè)計完成，面積為2.5mm×2.0mm。對樣片進(jìn)行仿真的結(jié)果表明，如所預(yù)期的，該控制器能