任何關(guān)于電源完整性的討論都包括對目標(biāo)阻抗和平坦阻抗要求的概念的大量強調(diào)。但我們?nèi)绾卧O(shè)計專門用于平坦阻抗的穩(wěn)壓器模塊(VRM)?本文不僅將討論該特定問題，還將解決如何在5秒或更短時間內(nèi)完成該問題。

我假設(shè)你還沒有計算出所需的目標(biāo)阻抗，因為這是這個設(shè)計問題的難點。如果您已經(jīng)知道設(shè)計目標(biāo)阻抗，那么當(dāng)您陷入“......或更少”類別并且可以直接進入第2步時，您很幸運。我知道您持懷疑態(tài)度，但因為這只是5秒設(shè)計，我希望你能忍受我看到我是認(rèn)真的。雖然需要一些時間來解釋這個過程，但最后我會告訴你如何在不到5秒的時間內(nèi)完成整個過程。

使用電流模式或電流模式仿真拓?fù)淇梢燥@著簡化設(shè)計過程，同時還可以降低控制環(huán)路的復(fù)雜性。雖然有許多設(shè)備可供選擇，但這篇特別的文章使用Texas Instrument LM25116作為示例，因為我在這里有評估板，并且因為這個特定的評估板需要很少的修改才能達(dá)到所需的平坦阻抗。 LM25116是仿真峰值電流模式控制器，還包括所需的斜率補償和電流波形斜率。這些是使用一個容易計算的單個電容器設(shè)置的。

這個設(shè)計過程只需要一個簡單的2端口阻抗測量來驗證阻抗平坦度，但強烈建議使用其他幾個簡單的測量。使用芯片組件輕松“調(diào)整”最終設(shè)計，一旦構(gòu)造阻抗就可以微調(diào)阻抗，并討論為什么需要進行微調(diào)。

確定目標(biāo)阻抗

假設(shè)你了解VRM的電壓和電流要求，典型的目標(biāo)阻抗計算用于建立VRM的輸出阻抗。

以12V輸入3.3V/10A輸出VRM要求為例，目標(biāo)阻抗計算如下：

這是MAXIMUM允許阻抗。為了允許元件容差并為開關(guān)紋波和動態(tài)負(fù)載需求提供足夠的余量，通常將設(shè)計目標(biāo)阻抗設(shè)置得低得多。最壞情況分析可確保不超過最大值。在此示例中，標(biāo)稱設(shè)計目標(biāo)阻抗設(shè)置為14mΩ，部分確定為最小化對評估板的修改，這有點困難。

最關(guān)鍵步驟

我們現(xiàn)在通過VRM設(shè)計的大部分方式，只需要一次計算就可以確定基本的VRM特性，即跨導(dǎo)。電流模式轉(zhuǎn)換器是最簡單的實現(xiàn)，因為它可以表示為跨導(dǎo)塊。 VRM輸出阻抗通過以下關(guān)系直接與跨導(dǎo)(Gfs)相關(guān)：

簡單的仿真將證明該解決方案在無限頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生所需的阻抗。仿真原理圖如圖1所示，模擬輸出阻抗如圖2所示。

圖1與負(fù)反饋相連的70A/V跨導(dǎo)源(注意SRC1中的負(fù)號)。 SRC2是用于監(jiān)視頻率相關(guān)輸出阻抗的AC信號。

圖2仿真結(jié)果顯示完全平坦的14mΩ承諾的阻抗，確認(rèn)阻抗和跨導(dǎo)之間的關(guān)系。

在理想的世界里，VRM設(shè)計真的很簡單，我們就完成了。在現(xiàn)實世界中，有一些限制和限制只需要更多的努力來解決。我們可以在幾分鐘內(nèi)完成實際設(shè)計，或者在幾秒鐘內(nèi)在模擬器中自動完成該過程。