自筆記型電腦問世以來,它大幅的改善資訊傳遞的便利性,也使得電腦的使用不再侷限於辦公室或家中。但長期以來筆記型電腦的執行效能與電池的壽命卻一直為使用者所抱怨。因此Intel新一代的筆記型電腦CPU將搭配GEYSERVILLE技術,使得筆記型電腦的執行效能與電池壽命得以兼顧。而在CPU的核心電源部份將導入IMVP(Intel Mobile Voltage Position)電壓調節器的控制技術與觀念,以實現效率更高、體積更小、反應速度更快的核心電源DC/DC轉換器,藉此大幅改善長久以來筆記型電腦在使用上的缺陷。
GEYSERVILLE技術
簡單來說GEYSERVILLE技術允許CPU操作在兩種不同特性的工作模式:1.交流電供電模式;2.內部電池供電模式。當筆記型電腦操作在交流電供電模式下,系統工作所需的能量皆由電源調節器(Voltage Adapter)所提供,因此GEYSERVILLE控制器提高系統頻率以及增加CPU的核心電壓,提昇CPU的執行效能,使得筆記型電腦能有類似桌上型電腦的表現。而當筆記型電腦操作在內部電池供電模式下,GEYSERVILLE控制器降低系統頻率以及減少CPU的核心電壓,維持CPU基本的效能,以延長筆記型電腦電池的工作時間。參照(圖一)GEYSERVILLE控制結構方塊圖。
在GEYSERVILLE技術導入之後,對CPU核心電源的DC/DC轉換器所造成的最大衝擊,是DC/DC轉換器不僅需要承受巨大的輸出電流暫態變化(Up to13A),更要能夠在最短的瞬間內完成核心電壓位準的轉換(1.35V?1.5V),傳統的脈波寬度調變(Pulse Width Modulation;PWM)技術在這嚴苛的條件之下再也難以勝任。
IMVP技術
IMVP的技術提供了設計者兩種設計上的選擇:1.成本最低的設計;2.最大消耗功率降低的設計。IMVP技術允許設計者在電路設計之時就可以確認在任何時間與條件下,核心電壓(CORE Voltage)均能維持在CPU的規範之內。亦可以允許設計者在印刷電路板空間受限或成本考量之下減少對輸出電容的需求。請參照(圖二)IMVP方塊圖。
而從(圖二)中可發現,在IMVP的結構中IMVP控制器與MOSFET驅動器是分離的。這除了可以減少控制器的負擔,也能使得控制器更不易受到雜訊的干擾,且在印刷電路板佈線時提供更多的彈性。SEMTECH SC1406(G)是一個高速高效能磁滯模式控制器,它提供符合IMVP所需的特性(磁滯模式控制與動態設定核心電壓,DSPS Function)外還提供了2.5V與1.5V 兩組線性穩壓調節的控制線路、柔性啟動(Soft-Start)、電池欠電壓保護、電源良好信號(Power Good Signal)以及過電流保護等功能(註一)。SC1406(G)與SEMTECH SC1405(B)高速MOSFET驅動器搭配以提供完整的IMVP電源解決方案。
磁滯模式控制
磁滯模式控制(或稱為漣波模式控制)是一種變頻控制,它的心臟是一個高速的磁滯比較器。磁滯比較器的兩個輸入端分別連接到核心電壓輸出端與參考電壓位準,當核心電壓大於參考電壓位準上限時,控制器命令降壓轉換器的上橋(High Side)MOSFET截止(OFF);反之,當核心電壓小於參考電壓位準下限時,控制器命令降壓轉換器的上橋MOSFET導通(ON)。這種控制方式有著類似數位化的頻率響應特性,且已經不再需要類似傳統PWM的補償網路,整個回授網路只受到傳遞延遲的影響,因此磁滯模式控制能提供最快的最好的暫態特性,線電壓調節率(Line Regulation)以及負載調節率(Load Regulation),請參照(圖三)磁滯模式控制方塊圖與(圖四)磁滯模式控制基本概念。而且因為控制器直接控制了輸出電壓位準,輸出電壓漣波(Output Ripple Voltage)的大小已經與輸出電感,輸出電容無關。