摘 要： 介绍ltc1709电源转换器的工作原理,并就应用ltc1709构成产生cpu内核电压的电路设计 方法及其应用作具体探讨。
关键词：内核电压, 电源转换器, ltc1709
前言
ltc1709是linear公司推出适用于intel pentium4微处理器的电源转换器，有动态可调输出，超高速瞬态响应，高精度和高效率等特点。ltc1709符合intel新型imvpⅳ规格，支持pentium4 cpu三种操作模式：高性能模式，省电模式和睡眠省电模式。ltc1709采用双相电源供应提供最大40a电流输出；电流模式控制，保证电流输出稳定, 4v到36v的宽电压输入范围，可将电源的高电压直接转换为cpu内核电压输出,并通过5位dac信号进行动态调整，输出电压范围： 0.925v-2.0v 1%. ltc1709采用36脚ssop扁平封装。
ltc1709有三种工作模式：burst模式，skip跳频模式，pwm模式。当cpu轻载时电源转换器进入skip跳频模式，跳频模式电源转换器的工作效率很高，在负载电流小于1a时转换器效率可以达到75%，但当cpu重载，负载电流超过1a时电源转换器进入pwm模式为cpu提供强大的电流供应。ltc1709电源转换器的工作频率为150k-300khz ,其外部选用电感和电阻，通过调节脉冲宽度控制每个转换周期的能量传递，以产生稳定的电压输出，其工作原理如下：
(1) 在pwm工作模式下，内部时钟在上升沿触发接通n沟道mosfet q1，电源vin流过q1经过l1，r1产生输出电压vout,由于电感l上电流不能突变，在q1导通的瞬间负载电流iload不会改变，但当电压稳定后，负载电流会渐渐增大，当负载电流iload等于或超过电源转换器设定的门限电流ith时，电源转换器将自动关闭顶端mosfet，同时打开底端mosfet,完成一个周期循环。
(2) 当cpu由轻载瞬间变为重载时，因电源转换器并未反应，cpu负载电流均由输出电容cout提供，此时：vout(输出电压) = i(负载电流变化量) esr(cout等效串联电阻),之后cpu将改变电压vid值，输出至电源转换器。
(3) 当电源转换器接收到电压vid信号改变，调节mosfet的开关时间，改变脉冲宽度开始将能量由电源输入端vin送到输出端时，因为电感l1上的电流无法瞬间突变，此时，输出电压vout仍继续下降，电压下降程度与总输出电容量cout有关,且cout电容量越大，输出电压vout下降越小。
(4) 当电感l1上的电流il可以提供负载电流iload.，并有多余电流提供给输出电容时，输出电压vout开始上升，并回到稳压点。储存在电感l1内的能量传送到输出电容cout，对电容充电，并为下一次循环作能量储备。
以上分析表明,保证电源转换器高效稳定的工作，对外围电路器件的选择是至关重要的。
应用电路设计
ltc1709典型电路正常情况下直流电源vin为适配器或电池电压输入，电压输入范围4-36v,q1-q4为电压开关mosfet,通过ltc1709与cpu间的电压反馈vid信号动态调整输出电压vout，下面介绍电路设计过程及外围器件的选择。
(1)选择power mosfet
ltc1709每个转换控制器需要两个mosfet，即顶端和底端各一个n沟道mosfet。mosfet的工作参数有以下几方面：mosfet导通电阻rds(on)，反向导通电容crss,最大输入电压，最大输出电流等。顶和底端mosfet工作时消耗功率如下式：
（顶端mosfet）
（底端mosfet）
其中： =0.005/℃; k=1.7
代入参数及常规最大电流电压值计算，q1-q4应选择最大电压30v,最大电流20a的n沟道mosfet作为开关mosfet。
(2)选择电感
电感l的选择与工作频率f是内在联系的，电源转换器的工作频率越高，外部电感的取值越小，由此认为将工作频率f提至很高，来降低外部电感l的取值要求，实际上这种做法是不可取的，原因是出于工作效率的考虑，因为顶端 mosfet和电感l会随着工作频率f的增大而消耗更多的能量，进而大大降低系统的效率。电感值还与突波电流有直接关系：电感值越大，工作频率越高，突波电流越小，相反，vin或vout越大，突波电流越大，具体公式如下：
