袁 伟 张军明 钱照明

（浙江大学电气工程学院 杭州 310027）

1 引言

微处理器（CPU）的飞速发展，使得其对供电电源、电压调节模块（Voltage Regulator Module，VRM）的要求也越来越高。在不久的将来，CPU的供电电压将低到 1V左右，而对于如此低的输出电压，其对动态电压调整的要求将会非常的高，奔腾Ⅳ微处理器要求其输出电压的波动限制在 130mV之内[1]。与此同时，150A/μs的负载电流变化率将会对VRM的设计带来巨大的挑战。

VRM 的一个重要问题就是负载跳变时的输出电压调整，为了降低负载跳变时的输出电压过冲或跌落，传统的增加输出滤波电容方法不仅会提升成本，而且降低功率密度。为改善动态响应而不增加额外的输出电容，许多控制方法及电路结构被提出，包括滞环控制[2-3]、V2控制[4-5]、交错并联技术[6-7]、耦合电感技术[8-9]以及自适应电压定位（Adaptive Voltage Position，AVP）控制[10-14]等方法。通过控制环节的优化来提高动态性能的方法被广泛关注，如AVP控制以及临界电感量的设计等。AVP控制通过优化控制环路的设计，在负载动态时避免输出电压的过冲及跌落，确保输出电压在要求的窗口范围内。此外，AVP控制还可以减少VRM的输出电容、降低满载时的输出功率。同样，为了避免瞬态过程中控制环饱和而降低响应速度，提出了临界电感量的概念[15]以避免控制环饱和，在电感量小于临界电感量的情况下，瞬态响应的速度仅与控制环带宽相关。

临界电感的设计是 VRM瞬态响应和效率的一个较好的折中方法，然而，对于12V或更高输入的VRM，其占空比会变得很小，基于临界电感量的设计电路依然存在较大的纹波电流，增加了开关损耗和导通损耗，降低了稳态效率。……