LTC1705：两步电压转换减小了笔记本电脑电源的尺寸和热量

凌力尔特的 LTC1705 是英特尔移动式奔腾 III 微处理器中集成度最高的 CPU 内核、I/O 和时钟电源解决方案。该芯片是“两步”转换架构的一部分。两步转换使用主稳压器将输入电源（锂离子电池）转换为2V。该 2V 电源经过下变频，以通过 LTC5 提供一个较低的处理器内核电压、I/O 和时钟电源。两步制系统中的每个稳压器保持相对较低的降压比（5：1705或更低），以高效率运行，同时保持合理的占空比（V®O/V在).相比之下，从高输入电压到1.xV输出的单步转换必须在非常窄的占空比下工作，这需要在外部元件值之间进行权衡，同时牺牲效率和瞬态响应。

两步调节还可以在热管理方面获得优势。在典型的微处理器内核电源稳压器中，DC/DC 控制器位于 CPU 旁边。在一步式设计中，内核稳压器消耗的所有功率都位于已经很热的CPU旁边，使热管理成为一场噩梦。在两步 LTC2 设计中，内核调节系统中很大一部分功率损耗发生在 1V 电源中，而 2V 电源通常位于远离 CPU 的位置。在系统的 LTC1705 部分，因热量而损失的功率相对较低，从而最大限度地减少了 CPU 附近增加的热量。采用 LTC5 的两步解决方案通常可与单步解决方案的总系统效率相媲美或超过，并提供改进瞬态响应、减小 PCB 面积和简化电源走线布线等额外优势。

LTC1705 采用一个恒定的 550kHz 开关频率，因而允许使用物理上较小的电感器。LTC1705 包括两个开关稳压控制器，一个用于 CPU 内核，一个用于 I/O，每个控制器均设计用于在一种电压模式反馈、同步降压型配置中驱动一对 N 沟道 MOSFET。板载 5 位 DAC 根据英特尔移动 VID 规范设置内核输出电压。该 IC 还包括一个低压差线性稳压器 （LDO），可为 CLK 电源提供超过 150mA 的输出电流。LTC1705 还具有一个漏极开路 PGOOD 引脚，该引脚指示所有三个输出何时都在其稳压值的 ±10% 以内。

图 1 中的电路是典型的英特尔移动式奔腾 III 应用，用于内核、I/O 和时钟电源。内核电压由VID控制，在0A时可在9.2V至0.18V范围内变化。I/O 电压设置为 1.5V/3A，由两个电阻器设置。时钟电压在内部设定为 2.5V/150mA。图2显示了各种输出电压下的典型内核效率，图3显示了14A负载阶跃下的内核输出瞬态响应。

图1.LTC1705 移动式奔腾 III 处理器的典型应用

图2.LTC1705 针对各种输出电压的典型效率

图3.图1电路在0A至14A负载阶跃下的瞬态响应

具有有源电压定位 （AVP） 的 LTC1705 电路

图 4 和图 5 示出了在 LTC1705 电路上实现有源电压定位的两种方法。在图4中，通过在电源路径中增加一个2.5mΩ电阻（R18）来设置电压解除调节。满载时，输出电压将小于标称值I满载• 0.0025.为了在零负载时设置高于标称值的输出电压，在FB390和地之间增加了一个17k电阻（R1）。输出电压超过标称值的直流值可通过以下公式计算：

其中 0.8 是反馈电压，10k 是 LT1705 内部 DAC 的顶部反馈电阻器。

图4.LTC1705 应用，具有一个用于有源电压定位的外部检测电阻器

在图5中，电压解除调节由功率电感L1的直流电阻设定，该电阻约为2.5mΩ。LTC1705 的 SENSE 引脚连接在 R20 （150Ω） 和 C24 （1μF） 之间。R20和C24连接在电感L2上，用作时间常数为150μs的低通滤波器。同样，在FB390引脚和地之间增加了一个1k电阻。图 6 和图 7 分别显示了图 1705 和图 4 中 LTC5 电路在采用 0 个 14μF Sanyo POSCAP 电容器时采用 150A 至 <>A 瞬态负载阶跃时的瞬态响应。

图5.LTC1705 应用，利用功率电感器的电阻进行有源电压定位

图6.图4电路的瞬态响应，负载阶跃为0A至14A

图7.图5电路的瞬态响应，负载阶跃为0A至14A

结论

LTC1705 通过使用有源电压定位 （AVP） 最大限度地减小了昂贵的大容量输出电容器。它还利用两步转换，为英特尔的移动式奔腾 III 微处理器提供目前最高效、高度集成的 CPU 内核、I/O 和时钟电源。

审核编辑：郭婷