新型CPU及微处理器低压大电流可编程输出电源设计

　　2 基于FAN5240的CPU电源电路

　　图2所示是用FAN5240组成的一个CPU主电源电路。图2中，当脚SS外的电容C11取0.1μF时，电路的软启动延迟时间为5.4ms；而当DELAY与地之间的电容C10的值为22 nF时，其PG00D端由低电平到高电平的延迟时间大约为12ms。表2所列是电路中各元器件的具体参数。下面，就该电路的几个主要外围元器件的具体选择做具体说明。

　　2.1 功率MOSFET的选择

　　图2中的功率MOSFET管应满足以下几个方面。

　　(1)具有较低的漏源导通阻抗，所选MOSFET的RDS（ON）应至少小于10mΩ而且应当越低越好；

　　(2)应选择温度性能较好的器件封装形式：

　　(3)额定漏源电压应大于15V；

　　(4)所选MOSFET应具有较低的门电荷，特别在高频工作状态时，更是如此。

　　对于低边MOSFET，选择时首先应当考虑的是导通阻抗RDS（ON），原因是它的高边占空比较小，而导通阻抗对低边MOSFET的功耗影响较大，将影响电路的DC/DC转换效率。对于图2电路，由于需要其输出的电流较大，因此电路中的每个通道都使用了两个低边MOSFFT。本设计中的S2～S3和S5～S6选择的是飞兆公司的FDS6676S型MOSFET管，该MOSFET管的导通阻抗RDS（ON）为6mΩ。

　　在选择高边MOSFET时，其门电荷和导通阻抗同样重要。因为高边MOSFET的门电荷将影响转换速度并进而影响功耗。因此，应当综合考虑器件的门电荷和导通阻抗。实际上，对于大电流输出应用，如果电路的开关频率较高，高边MOSFET也可以使用两个MOSFET来进行设计。图2电路中使用的是飞兆公司的一个FDS6694作为高边MOSFET。

　　2.2 电感的选择

　　该电路使用了两个输出电感，而且两个输出电感分别分布在阿个通道上。输出电感的主要作用是降低输出电压纹波。但电感较大不但会增加系统成本，而且也会增加宝贵的线路板空间。另外，输出电感的选择还要考虑电路的开关工作频率、输入电压和输出电压。图2所示电路，当工作频率为600kHz(每通道300kHz)、输人电压为20V、输出电压为1.5v时，其输出电感大约为1.6μH。

　　2.3 限流电阻的设置

　　图2电路中限流电阻R4的设定应同时考虑电路中的电流检测电阻RSENSE、MOSFET的导通电阻RDS（ON）和电路的限流门限值等因素。如过希望将电路的限流门限值设定在大约42A的水平上，同时选择的电流检测电阻为1kΩ，那么，对于每通道3mΩ的MOSFET导通电阻RSD（ON），限流电阻R4的取值应为56kΩ。其具体的计算公式如下。

　　R4=7.2RSENSE/ILIMT RDS(ON)

　　3 结语

　　与以往的DC/DC转换器相比，FAN5240的主要特点是其输出电压可以通过器件上的5位DAC进行编程设置，而不是由电阻分压器来设置。因此，FAN5240除具有输出电压精度高、输出电流大等特点外，它还具有以往电阻分压式DC/DC转换器所具有的其它全部功能和特点，因而可用来为新型低压大电流微处理器没计稳定、可靠和高精度的电源系统。