簡介

5G 網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和虛擬化的發(fā)展正在推動(dòng)IT 基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)高性能計(jì)算服務(wù)器提出更高的需求。

服務(wù)器的更新迭代對(duì)計(jì)算能力和效率提出更高要求，同時(shí)對(duì)功率的需求也不斷增加。確保服務(wù)器滿足市場(chǎng)需求的關(guān)鍵任務(wù)之一就是了解微處理器電源對(duì)整個(gè)服務(wù)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與效率的影響，從而配置電源以獲得最佳的性能。

服務(wù)器應(yīng)用對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)的要求更加苛刻。實(shí)施Load-Line（LL）控制，有時(shí)也稱為有源電壓定位 (AVP)，可以幫助設(shè)計(jì)人員滿足以上需求。

了解直流Load-Line設(shè)計(jì)

Load line (LL)控制是指對(duì)電壓控制環(huán)路進(jìn)行修改，即降壓變換器的輸出電壓 (VOUT) 可根據(jù)負(fù)載電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。 換言之，對(duì)于變化的負(fù)載值， VOUT?不再是恒定的，而是根據(jù)功率的需求而變化。調(diào)節(jié)后的輸出電壓可以通過公式 (1) 來計(jì)算：

圖 1 顯示了與所有負(fù)載條件下 VOUT?恒定的傳統(tǒng)方法（用綠線表示）相比，Load-Line調(diào)節(jié)如何降低直流負(fù)載調(diào)整率（用藍(lán)線表示），并導(dǎo)致 VOUT?隨電流增加而下降。設(shè)計(jì)人員需注意，Load-Line帶來的電壓斜率仍需要滿足為微處理器供電的 VOUT?要求。這意味著在整個(gè)輸出電流范圍中， VOUT?必須落在指定的電壓限制范圍 (VMAX?和 VMIN) 之內(nèi)。

Load-Line調(diào)節(jié)的主要目的是在負(fù)載電流較大時(shí)降低電壓，從而降低功耗和耗散損耗。這是它最常見的益處，實(shí)施Load-Line控制還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是可以改善服務(wù)器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

服務(wù)器應(yīng)用電源通常都需要支持較大的負(fù)載瞬態(tài)。因?yàn)榉?wù)器應(yīng)用電源需要為存儲(chǔ)設(shè)備和 CPU 等負(fù)載供電，而這些負(fù)載的電源需求會(huì)根據(jù)它們正在執(zhí)行的任務(wù)不同而變化。例如，服務(wù)器電源提供遠(yuǎn)高于 100A 的電流階躍都是很常見的事。

圖 2 顯示了實(shí)施Load-Line控制前后的電源比較。由于存在電流階躍，沒有Load-Line的電源（用紫色線表示）在負(fù)載瞬變期間會(huì)出現(xiàn)較大的過沖和下沖。這些峰值超過最大或最小電壓限制都可能導(dǎo)致負(fù)載損壞并停止工作，但通過使用Load-Line（用藍(lán)色線表示）逐步調(diào)節(jié) VOUT，則可以消除這些峰值并改善瞬態(tài)響應(yīng)。

盡管Load Line可以提高服務(wù)器性能和效率，但Load-Line的配置必須非常精確，因?yàn)樽儞Q器必須始終在設(shè)定的電壓限制范圍內(nèi)運(yùn)行。大多數(shù)通信標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了理想的Load-Line值，但由于電路板材料和布局不同，這些值可能也需要相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。否則，在高功率運(yùn)行時(shí)，Load Line可能會(huì)將電壓拉至低于最低要求（參見圖 3）。

降低直流LOAD LINE的輸出電容

我們將通過一個(gè)通用示例來演示Load Line控制的益處，該示例采用電源軌的典型處理器規(guī)格。其中，輸入電壓(VIN) 設(shè)置為 12V，輸出電流 (ITDC) 為 220A，輸出電壓 (VOUT) 為 1.8V，所有參數(shù)值都為服務(wù)器應(yīng)用中電壓軌的常用值。表 1 羅列了具體規(guī)格。

表1: 電源軌規(guī)格

表 2 所示為測(cè)試條件，包括輸出電容 (COUT), 開關(guān)頻率 (fSW)和相數(shù) (NPHASE)等。

表2: 測(cè)試參數(shù)

我們?cè)谠撌纠胁捎昧薓PS的?MP2965。MP2965是一款雙路數(shù)字多相控制器，它支持Load-Line配置，并且可配置為最多 7 相工作。該器件可通過PMBus接口配置Load Line，但需要在 VDIFF 和 VFB 引腳之間連接一個(gè)下垂電阻 (RDROOP)，并采用內(nèi)部寄存器配置（參見圖 4）。

繼續(xù)閱讀 >>>請(qǐng)復(fù)制下方鏈接進(jìn)入MPS官網(wǎng)查看：

https://bit.ly/3DolnFM