Xphase提供较高的灵活度，并克服了目前固定式架构的缺点，使多相位设计的简易性、扩展能力和性能提升至更高层次。事实上，该技术可依照各项应用的需求，新增或移除直流─直流降压转换器的任何相位，以简化设计的困难度及提供更高的功率密度，并确定转换器各分布相位之间能体现准确的电流共享。透过省却控制器与相位IC之间的点对点接线，新颖的五线类比汇流排缩短了彼此间的互连，将寄生效应降至最低并简化配置。

Xphase架构基本上是为了在相位数目、每相位电流、切换频率、成本、体积及效率之间达成最佳平衡而设计。由于电流需求在低于1.35V的情况下高升至100A以上，且多相位同步降压转换器的相数从两个增加到八个或以上，使得传统的固定多相位架构更是难以应付。 Xphase可依照解决方案的需求，新增或移除降压转换器的任何相位，以减轻这方面的困难度。

可扩展多相位解决方案

Xphase架构是针对需要1至16个或以上相位的多相交错式降压直流─直流转换器而设计，提供高度灵活性以满足快速设计。 Xphase架构包含一组控制IC以及可扩展的相位转换器阵列，而每个转换器使用一个单相IC，如(图一)所示。控制IC提供全面系统控制，并经由五线类比汇流排与任何数目的相位IC相连。类比汇流排备有偏置电压、相位时序、平均电流、误差放大器输出及VID电压。

因此，控制装置配备所有每转换器一组的电路系统，其中包含电压识别（VID）、PWM斜波震荡器、误差放大器、偏置电压、故障侦测及其他所需功能，以符合负载路线及瞬变反应的要求，并满足目前及未来的微处理器以及非CPU应用的需求；而相位IC则配备所有每相一组的电路系统，其中包括栅驱动器、PWM比较器及锁存器、过电压保护及电流感应和共享。

《图一　XPhase 架构》

由于准确的电流共享对多相位设计相当重要，Xphase特别建置无漏损平均电感器电流感应技术，以更低成本获得更高精确度。和其他技术不同的是，该技术不会因抽样、波纹及功率循环变异而产生错误，更支援单周期瞬变反应。

在控制方面，Xphase能实现前馈电压模式控制，配合经改良的第三类补偿、拖曳端调节功能及配接电压定位，使控制器能根据每一相位输入电压之变化自动调适，同时降低在负载瞬变​​期间的电压变化，使重负载时的功率损耗降至最低。另外，工程师可以将控制器加以修改调整，使回路反应达到200ns或更快的时间。本技术在低VOUT/VIN比例下，可发挥快速的瞬变反应，并在最小输出电容量下获得负载瞬变反应。(图二)描述了对Xphase负载线路容差所进行的蒙地卡罗（Monte Carlo）分析，说明Xphase控制器可达到20mV的负载线路容差，性能优于VRM10规格。

《图二　Xphase负载线路容差的蒙地卡罗分析》

另一项Xphase控制独有的全新功能为本体制动（body braking）。此项正在申请专利的控制技术能在负载电流大幅降低的时候关掉同步整流器MOSFET。同步整流器的本体二极管会传导电感器电流，借以增加经过电感器的电压，并将电感器转换率提升将近一倍。本体制动除了可让设计员使用较大的电感器值，还有助降低电容器输出的需求。

基本上，Xphase架构的优点可摘要为下列五点：

• (1)提供高度灵活性及扩展能力，以支援1至X相位的运作，同时省却矽的浪费。





• (2)结合独特的本体制动，大幅改善瞬变反应时间。





• (3)实现全新的控制与平均输出电感器电流感应，以达到极为准确的电流共享，并支援100％的工作周期与重叠相位。此外，还支援单周期瞬变反应。





• (4)最佳负载线路性能，符合并超越英特尔VR10负载线路容差规格。





• (5)高度整合性减少零件数目，以提供合乎成本效益的解决方案。

Xphase晶片组

为简化Xphase架构的建置，推出该解决方案的厂商创造了一系列控制器晶片与相对应的相位IC。 Xphase系列中的首两个成员为控制器晶片及相位IC。此晶片组的主要对象为伺服器市场，适用于32位元伺服器。

Xphase控制器设计针对VRM/EVRD 10.0规格，使用离散式VCCVID/VTT调节器，并配备电源良好（Power Good）功能与外接式VRHOT电路。 Xphase控制器，如(图三)所示，的其他主要功能包括整体系统准确度为0.5％的6位元VR 10.0相容VID、可编程的动态VID转换率、可编程VID补偿及负载线路输出阻抗、可编程软启动、可编程Hiccup过电流保护（具延迟性以避免错误触发）、电源良好显示及温度监控。可编程线性动态VID转换率除了能在VID转换期间将电流与电压瞬变降至最低外，并能在VID输入确定期间，允许无干扰的操作。

另外，该产品也能确保在VID降压期间，输出电容器能由CPU而非电感器加以放电，以避免增压模式与逆向电流返回银色盒，以降低电源散失并改善效率。 XPhase控制器提供7V/5mA系统参考电压，其震荡器频率的可编程范围为100kHz至1MHz，可于12V输入电压下运作，而低电压锁定（UVLO）则为9.3V，并采用热性能加强的28引线MLPQ封装。

《图三　XPhase控制器区块图》

同样的，相位IC配备PWM比较器及锁存器、MOSFET栅驱动器、相位错误侦测器、电流感应放大器及电源共享放大器，如(图四)所示。此外，它还能产生与其温度成正比的电压，并馈给至VRHOT比较器，以检测温度是否过高。其他特殊功能还包括2.5A平均栅电流驱动器、电感器DCR温度补偿、可编程相位延迟、可编程前馈电压模式坡道、每相位1MHz的运作、单一线路平均电流共享汇流排、本体制动以及具150ns响应的OVP比较器；其操作电源为12V，并采用20引线MLPQ封装。（作者任职于国际整流器IR）

《图四 Phase相位IC区块图》