東芝為移動設備開發(fā)寬負載范圍高效率直流-直流變換器

東芝公司宣布，該公司為移動設備開發(fā)了一款新型直流-直流變換器，該變換器可以在超過典型直流-直流變換器3倍的寬廣負載電流范圍中提供超過85%的效率。主要得益于新的快速和低紋波相位添加/刪除計劃，該變換器可以使輕負載條件和重負載條件下的功耗分別減少超過58% 和超過24%。

東芝在2014年美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)國際固態(tài)電路會議上公布了這一進展，此次大會于2月10日在加州舊金山舉行。

當前的處理器使用多核設計，這導致了廣泛的電流分布，并需要采用能夠在廣泛的負載電流范圍中提供高效率的直流-直流變換器。這可以通過采用多相位結構實現，這種結構從數個被稱為相位的并聯(lián)單元提供電流，并根據負載條件調整活躍相位的數量，以優(yōu)化變換器的效率。

但是，相位添加或刪除會導致輸出電壓出現大紋波(由于變換器遭受突然的電流浪涌)。因此，傳統(tǒng)的相位添加/刪除計劃只能夠應用于臺式電腦等擁有超過 1000μF電容器來抵抗紋波的設備。東芝已經開發(fā)了一種新的相位添加/刪除計劃，該計劃能夠使電容降低超過93%，并支持在移動設備上部署。這得益于在一個轉換周期內實現的無縫相位添加/刪除轉換(紋波小于10mV)。

這種結構基于數字控制，而非主流模擬控制，其基本概念是確保轉換期間的電流平衡。但是，數字控制需要模擬數字轉換器(可使系統(tǒng)功耗增加39%)。通過使系統(tǒng)中的現有比較器和數模轉換器分時進行模擬數字轉換器轉換(而非添加模擬數字轉換器硬件)，東芝的新型混合控制結構可以使這一功耗增長減少90%以上。