你知道現(xiàn)在的手機處理器已經(jīng)發(fā)展為8核和10核處理器了嗎?這些處理器需要多個內(nèi)核來同時運行很多應(yīng)用程序，操作游戲和高質(zhì)量視頻流的圖形處理器。這些全新的處理器需要很高的電流(有時超過10A)，并且需要以盡可能快的速度傳送這個電流。
由于不斷增長的內(nèi)核數(shù)量，為這些處理器供電的器件的屬性也在發(fā)生著變化。在滿足小外形尺寸需要的同時，需要真正的業(yè)內(nèi)最先進的電源技術(shù)。TI有幾款為手機處理器供電的降壓轉(zhuǎn)換器，諸如TPS62180、LP8758和TPS62184。這些轉(zhuǎn)換器的一個共同點就是它們都執(zhí)行多相位拓撲，這使你在實現(xiàn)高電源密度的同時，可以將多個輸出綁定在一起。TI的全新LP8758是市面上具有最高電流密度的多相位轉(zhuǎn)換器，它可被用來為多核手機處理器供電。
通過將輸出電流分流至多個輸出，多相位轉(zhuǎn)換器具有幾個優(yōu)于單輸出降壓轉(zhuǎn)換器的固有優(yōu)勢。更小的外部組件、快速負載瞬態(tài)和更低的紋波使得它們成為個人電子設(shè)備中為處理器供電的理想選擇。對相位的增加或遮蔽能力可在寬范圍的負載條件下實現(xiàn)高效率。LP8758就是業(yè)內(nèi)最先進多相位轉(zhuǎn)換器的最好示例，它是手機處理器電源的理想選擇。它具有低IQ，小總體解決方案尺寸，16A峰值電流能力，低紋波和快速瞬態(tài)。
在多個電感器，而不是在一個電感器內(nèi)儲存電能，降低了電感器尺寸。這使得設(shè)計人員能夠使用具有小芯片電感器的LP8758，使得解決方案尺寸減小到 60mm2以下。如圖1所示，每個輸出稍微運行在相位之外。由于紅色和藍色的相位電流在相位之外，它們能夠組合在一起，而又不會在輸出上導(dǎo)致較大的紋波。
圖1：單相位轉(zhuǎn)換器與多相位轉(zhuǎn)換器IOUT紋波比較
每相位受限的輸出紋波數(shù)量減少了輸出上的所需電容，從而實現(xiàn)更小尺寸的電容器，以及更快的瞬態(tài)性能。圖2顯示的是，LP8758在1µs時間內(nèi)，電流從1A變?yōu)?2A時的瞬態(tài)性能，可以看出，輸出電壓上只有大約40mV的紋波。
圖2：LP8758瞬態(tài)負載階躍響應(yīng)，F(xiàn)PWM模式
正如我之前提到的那樣，根據(jù)所需的輸出電流，LP8758使用四個輸出相位。為了盡可能地提高效率，諸如TPS62180和TPS62184等器件也能夠在1個或2個相位間進行調(diào)節(jié)。在圖3中，你可以看到，為了調(diào)節(jié)負載電流和效率，相位是如何被添加或遮蔽的。例如，一個手機處理器也許以最大電流運行，此時所有四個相位或輸出都將運行，以保持高效率。如果處理器在全部4個相位都被激活時處于輕負載狀態(tài)，那么此器件會出現(xiàn)較高的柵極電荷損耗。因此，其中的 3個相位被遮蔽，在以單相位運行的同時實現(xiàn)高效率。
圖3：多相位降壓轉(zhuǎn)換器效率與相位數(shù)量之間的關(guān)系
通過增加或遮蔽相位，不論處理器運行在重負載，還是輕負載，多相位轉(zhuǎn)換器都能夠保持高效率，從而在移動設(shè)備中實現(xiàn)較長的電池使用壽命。由于不同負載條件下的高效率，TI生產(chǎn)的多相位轉(zhuǎn)換器能夠為手機設(shè)計人員提供一款具有良好熱性能的小巧、高效電源器件，來為他們的多核處理器供電。
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