自笔记本电脑问世以来,它大幅的改善信息传递的便利性,也使得计算机的使用不再局限于办公室或家中。但长期以来笔记本电脑的执行效能与电池的寿命却一直为用户所抱怨。因此Intel新一代的笔记本电脑CPU将搭配GEYSERVILLE技术,使得笔记本电脑的执行效能与电池寿命得以兼顾。而在CPU的核心电源部份将导入IMVP(Intel Mobile Voltage Position)电压调节器的控制技术与观念,以实现效率更高、体积更小、反应速度更快的核心电源DC/DC转换器,藉此大幅改善长久以来笔记本电脑在使用上的缺陷。
GEYSERVILLE技术
简单来说GEYSERVILLE技术允许CPU操作在两种不同特性的工作模式:1.交流电供电模式;2.内部电池供电模式。当笔记本电脑操作在交流电供电模式下,系统工作所需的能量皆由电源调节器(Voltage Adapter)所提供,因此GEYSERVILLE控制器提高系统频率以及增加CPU的核心电压,提升CPU的执行效能,使得笔记本电脑能有类似桌面计算机的表现。而当笔记本电脑操作在内部电池供电模式下,GEYSERVILLE控制器降低系统频率以及减少CPU的核心电压,维持CPU基本的效能,以延长笔记本电脑电池的工作时间。参照(图一)GEYSERVILLE控制结构方块图。
在GEYSERVILLE技术导入之后,对CPU核心电源的DC/DC转换器所造成的最大冲击,是DC/DC转换器不仅需要承受巨大的输出电流瞬时变化(Up to13A),更要能够在最短的瞬间内完成核心电压位准的转换(1.35V?1.5V),传统的脉波宽度调变(Pulse Width Modulation;PWM)技术在这严苛的条件之下再也难以胜任。
IMVP技术
IMVP的技术提供了设计者两种设计上的选择:1.成本最低的设计;2.最大消耗功率降低的设计。IMVP技术允许设计者在电路设计之时就可以确认在任何时间与条件下,核心电压(CORE Voltage)均能维持在CPU的规范之内。亦可以允许设计者在印刷电路板空间受限或成本考虑之下减少对输出电容的需求。请参照(图二)IMVP方块图。
而从(图二)中可发现,在IMVP的结构中IMVP控制器与MOSFET驱动器是分离的。这除了可以减少控制器的负担,也能使得控制器更不易受到噪声的干扰,且在印刷电路板布线时提供更多的弹性。SEMTECH SC1406(G)是一个高速高效能磁滞模式控制器,它提供符合IMVP所需的特性(磁滞模式控制与动态设定核心电压,DSPS Function)外还提供了2.5V与1.5V 两组线性稳压调节的控制线路、柔性启动(Soft-Start)、电池欠电压保护、电源良好信号(Power Good Signal)以及过电流保护等功能(注一)。SC1406(G)与SEMTECH SC1405(B)高速MOSFET驱动器搭配以提供完整的IMVP电源解决方案。
磁滞模式控制
磁滞模式控制(或称为涟波模式控制)是一种变频控制,它的心脏是一个高速的磁滞比较器。磁滞比较器的两个输入端分别连接到核心电压输出端与参考电压位准,当核心电压大于参考电压位准上限时,控制器命令降压转换器的上桥(High Side)MOSFET截止(OFF);反之,当核心电压小于参考电压位准下限时,控制器命令降压转换器的上桥MOSFET导通(ON)。这种控制方式有着类似数字化的频率响应特性,且已经不再需要类似传统PWM的补偿网络,整个回授网络只受到传递延迟的影响,因此磁滞模式控制能提供最快的最好的瞬时特性,线电压调节率(Line Regulation)以及负载调节率(Load Regulation),请参照(图三)磁滞模式控制方块图与(图四)磁滞模式控制基本概念。而且因为控制器直接控制了输出电压位准,输出电压涟波(Output Ripple Voltage)的大小已经与输出电感,输出电容无关。