一种低电压大电流的线性的设计和实现

有别于DDRI的2.5V,并且不再需要提供额外的DDR终端电源。当整个系统插满4条DDRII模块全速工作时将最大需要30A@1.8V的电流。加大1.8V的电源供给使其达到40A的供给能力，可以直接将1.8V提供给1.2V和1.5V转换的电源。从1.8V转换到1.2V和1.5V的低压差特点使得线性低电压大电流转换成为可能。

如果采用该转换方式，仅仅用一颗LM358、两颗MOSFET以及一些大容值输出电容就可实现两个独立电源转换，元件的数量减少一半，可以很好地解决摆放空间不够的问题，其整体的PCB占用面积只有8平方厘米，只相当于采用PWM方式所占用面积的一半。

电路仿真

电路仿真，顾名思义就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计。是EDA(电子设计自动化)的一部分。现在比较常用的电路仿真软件有：Multisim 系列，Cadence等。它们利用仿真产生的数据执行分析，分析范围很广，从基本的到极端的到不常见的都有，并可以将一个分析作为另一个分析的一部分的自动执行。集成LabVIEW和Signalexpress快速进行原型开发和测试设计，具有符合行业标准的交互式测量和分析功能。

首先将通过PSPICE建立模型来仿真电路，避免一些不必要的设计错误。在这里仿真6A/1.2V的输出工作情况。如前所述，在该电路中转换电流源1.8V 会和DDRII消耗的电源共用。设计中1.8V通过两相PWM输出，其切换频率为200kHz,建立的电源模型：1.8+0.2sin(t×2π× 1000k)(DDRII电源规范的范围为1.7~1.8v)。选择MOSFET图3:仿真模型电路示意图(负载模型未给出)。 FDS6690A,可以从互联网得到其PSPICE模型，芯片组和CPU不提供PSPICE模型，根据电流变化参数，建立简单负载模型，其阻抗在最大阻抗和最小阻抗中高速变化以模拟最坏的缓冲器切换情况。系统要求最大的电流为6A,此时近似的最小负载阻值为1.2/6=0.2Ω。考虑到参考电压通过系统 3.3V分压得到，建立参考电压的模型：1.2+0.12sin(t×2π×5000k)。对于输出端的电容补偿，使用共计1000uF容值电容，其等效串联电感ESL为10nH,等效串联电阻ESR为30mΩ。建立图3中的仿真模型(图中负载模型没有给出)。

通过仿真，可以得出输入输出电压以及MOSFET上功耗的波形和负载上电流波形。

从以上的仿真结果可以看出输出电压变化范围为1.15V~1.25V，MOSFET上功耗变化范围为0.4W~4.75W。平均功耗已经超过了2W，该 MOSFET最小热阻为45℃/W。如此大功耗产生的热将不能够有效散发，热的积累将可能把MOSFET烧毁。通过分析，决定在MOSFET漏端串接大功率小阻值电阻，让一部分功耗消耗在电阻上，见图4。图4：在MOSFET漏端增加大功率小阻值电阻解决散热问题。

同样做相应的电压输出、MOSFET和电阻上的功耗仿真。仿真的结果是输出的电压纹波将增大，造成增大的原因为漏端电阻的加入相当于增加了电源的内阻。尽管如此，输出电压值仍然在1.15V~1.25V内变化。此时可以看到MOSFET上的功耗已经显着减小，平均功耗小于1.5W,此时电阻上的功耗也为 1.5W左右。MOSFET的工作温度将小于90℃，这样就很好地解决了PCB占用面积和MOSFET发热问题。

通过对上面这种方式的仿真分析，可以得出该方式的优点为元件少、电路更加简单、输出稳定，但是该电路工作在线性工作区，功率器件上的发热量会比较大，而且其发热是连续的而非PWM方式的间歇发热，因此解决散热问题成了该方式的最主要问题。简单的PSPICE模型为新设计提供了一个很好的参考，通过仿真可以在设计阶段解决一些可能存在的问题，从而缩短新产品调试和上市时间。