Power Supply Meets AMD K8 Low-Power Mobile Specification

2023-03-13

本应用笔记描述了一个使用MAX1937实现的完全满足AMD K8低功耗移动处理器规范的两相、同步整流型降压调节器。

本设计使用标准的K8 VID平台，为所选则的VID电压增加了一个-100mV的偏移。一种有源偏移方法实现了所需的-100mV偏移。该应用中指定的固定偏差或电压定位在50mV。

该有源偏移电路的细节、原理图和电源的完整元件清单在下文列出。下面还给出了一个1.2V、27.3A的参考设计以及测试数据。

关于两相、同步整流型降压稳压器(电压定位等)的详情，请参考MAX1937-MAX1939的数据资料。

有源偏移

图1展示了有源偏移电路，它实质上是一个1mA精密电流源。电路包括R51、R52、R53、R54、R55和运算放大器LMX321 (U2)。该电路从MAX1937的基准电压(引脚12)接收2V输入，并且在2kΩ电阻R55上保持如图中所示极性的2V电压。由此在该电阻中产生1mA的电流，该电流经过连接到MAX1937FB引脚(14引脚)的100Ω电阻R8产生-100mV的负偏移。

图1. 有源偏移电路

上述电路的输出阻抗远大于负载电阻(在本例中为100Ω)，因此它对电路的影响可以忽略。对于-100mV的偏移，上述电路的精度取决于2V基准电压(在0°C至85°C范围内变化±13mV)、2kΩ (1%)电阻R5A和100Ω (1%) FB电阻R8。偏移电压由下式给出：

将最差工作条件下的元件参数代入上式，可以得到偏移电压的最大误差为±2.6mV。表1给出了空载时所选VID代码和对应的实际输出电压值，以说明该动态偏移电路的性能。表2列出1.2V、35W电源的负载调整参数。

表1. 具备-100mV偏移时VID代码和对应的实际输出电压
VID CODE	V_OUT	V_OFFSET, Target = -100 MV Offset
1.3	1.201	0.099
1.275	1.1759	0.0991
1.25	1.1507	0.0993
1.225	1.1256	0.0994
1.2	1.1019	0.0981
1.175	1.0768	0.0982
1.15	1.051	0.099
1.125	1.0265	0.0985
1.1	1.10013	0.0987
1.075	0.9763	0.0987
1.05	0.951	0.099
1.025	0.926	0.099
1	0.9008	0.0992
0.975	0.8759	0.0991
0.95	0.8507	0.0993
0.925	0.8256	0.0994
0.9	0.8004	0.0996
0.875	0.7753	0.0997
0.85	0.7501	0.0999
0.825	0.7249	0.1001
0.8	0.6997	0.1003

表2. VID设置为1.2V时的负载调整参数
I_OUT	V_OUT	VID CODE	ΔV = VID-V_OUT
0	1.201	1.3	0.099
2	1.1982	1.3	0.1019
5	1.1924	1.3	0.1076
10	1.1806	1.3	0.1194
15	1.1725	1.3	0.1275
20	1.1641	1.3	0.1359
25	1.1577	1.3	0.1423
27.3	1.152	1.3	0.148

表3. 物料清单
Designation	QTY	Description	Vendor
C1, C2, C9, C10	4	10µF 25V (1812) TMK432BJ106MM	Taiyo Yuden
C3, C26, C39-C42	6	2.2uF 6.3V (0805> JMK107BJ225MA	Taiyo Yuden
C4, C6, C60	3	0.22µF 10V X7R (0603) LMK107BJ224KA	Taiyo Yuden
C24	1	0.47µF 10V X5R (0603) LMK107BJ474KA	Taiyo Yuden
C5, C7, C12, C13	4	4.7nF 50V X7R (0603) GRM39X7F472K50	Murata
C8, C28	2	1µF 35V (0805) GMK316BJ105ML	Taiyo Yuden
C25	1	47pF 50V C0G (0603) GRM39C0G470J050AD	Murata
C31-C33	3	680µF/2.5V 5mΩ ESR POSCAP Sanyo: 2R5TPD680M	Sanyo
R2, R5	2	0Ω (0603)
R4, R7	2	200, 5% (0603)
R8, R9, R28	3	100, 5% (0603)
R23	1	200k, 1% (0603)
R24	1	51.1k, 1% (0603)
R27	1	10k, 1% (0603)
R47	1	10, 5% (0603)
R22	1	90.9k, 1% (0603)
R25	1	120k, 1% (0603)
R26	1	100k, 1% (0603)
R51, R52, R53	3	102k, 1% (0603)
R54	1	100k, 1% (0603)
R55	1	2k, 1% (0603)
R50	1	4.02k, 1% (0603)
L1, L2	2	0.6uH ETQP1H0R6BFA	Panasonic
D1	1	Dual Schottky Diodes (SOT23) Central> CMPSH-3A Central
ZD1	1	Zener, 12V Central CMDZ12L	Central
Q1, Q6	2	N-Channel Powerpak SO8 MOSFETs, SI7860DP	VISHAY SILICONIX
Q3, Q7	2	N-Channel Powerpak SO8 MOSFETs, SI7356DP	VISHAY SILICONIX
Q15, Q13, Q14	3	2N7002A	Central
PCB	1	MAX1937EEI (QSOP)	Analog
U2	1	LMX321 Opamp SOT-23-5 / SC70-5	Analog