安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的高性能硅方案供應(yīng)商,，在高能效計算機電源方案方面擁有強勢的市場地位,，是全球領(lǐng)先的臺式機電源方案供應(yīng)商，在筆記本和上網(wǎng)本AC-DC適配器電源方案領(lǐng)域的市場份額也高居第一,。安森美半導(dǎo)體的計算機電源方案提供高性能,、高能效、高集成度等重要特性,，應(yīng)用于臺式機,、筆記本及上網(wǎng)本的各個主要子系統(tǒng)，如中央處理器(CPU)供電,、熱管理,、電源及適配器電源轉(zhuǎn)換、高速接口開關(guān)及保護等。新推出的CPU電源管理和高速接口方案經(jīng)過了優(yōu)化,，配合英特爾最新發(fā)布的Sandy Bridge處理器,。本文將著重探討安森美半導(dǎo)體新近推出的計算機電源方案，幫助工程師選擇適合的新產(chǎn)品,。
　
用于80 PLUS金級/白金級能效ATX電源設(shè)計的的最新高性能組合控制器
　　臺式計算機向來是能效規(guī)范機構(gòu)瞄準的重要目標,。安森美半導(dǎo)體身為領(lǐng)先廠商，更是不斷推出符合最新能效規(guī)范的ATX電源控制器,。例如,，安森美半導(dǎo)體的ATX電源新產(chǎn)品NCP1910高性能組合控制器將臺式個人計算機電源的功率因數(shù)校正(PFC)和主電源段控制器集成為單顆IC方案。這器件采用連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)功率因數(shù)校正和半橋諧振雙電感加單電容(LLC)轉(zhuǎn)換器,，用于高能效80 PLUS金級/白金級能效設(shè)計,。
　
　　NCP1910結(jié)合PFC和LLC控制器于單芯片中，集成這兩個轉(zhuǎn)換器所需的全部信號交換(handshaking)功能,，提高了可靠性,，支持更簡單、更高密度的設(shè)計,。NCP1910的設(shè)計用于ATX,、一體機(all-in-one)及服務(wù)器電源，采用SOIC-24封裝,。圖1顯示的是NCP1910的產(chǎn)品示意圖,。

圖1：NCP1910產(chǎn)品示意圖。

符合各種VR規(guī)范的高能效Vcore電源控制器方案
　
　　安森美半導(dǎo)體為臺式機,、服務(wù)器和筆記本等提供完整系列的多相或單相Vcore控制器,，包括：
　　•NCP6151/6121(采用Flex Mode + Dual Edge架構(gòu)，符合VR12規(guī)范),；
　　•NCP6131/6132(采用Flex Mode + Dual Edge架構(gòu),，符合IMVP7規(guī)范)；
　　•ADP4000/3290/3293 (采用Flex Mode架構(gòu),，符合VR11.1規(guī)范),；
　　•ADP3210/3211/3212/3218 (采用Flex Mode架構(gòu)，符合IMVP6.5規(guī)范),；
　　•NCP5392/5395(采用Dual Edge架構(gòu),，符合VR11.1規(guī)范),；以及
　　•NCP5393(采用Dual Edge架構(gòu),，符合AM2+規(guī)范)等。
　
　　安森美半導(dǎo)體的多相降壓控制器結(jié)合差分電壓及電流感測與自適應(yīng)電壓定位(adaptive voltage positioning)功能,，為最新世代的CPU供電,。雙緣(Dual Edge)及Flex Mode脈寬調(diào)制(PWM)控制再結(jié)合電感電流感測功能，為瞬態(tài)事件提供極快的初始響應(yīng)，因而可以采用更小的大陶瓷電容來滿足瞬態(tài)負載線路要求,。這些控制器集成高性能運算誤差放大器,，能夠方便地為系統(tǒng)提供補償。安森美半導(dǎo)體專有的動態(tài)參考注入技術(shù)使這誤差放大器補償事實上不依賴于系統(tǒng)對電壓識別(VID)變化的響應(yīng),，免除了在過沖與動態(tài)VID性能之間的折衷,。
　
　　值得一提的是，NCP6151,、NCP6121,、NCP6131和NCP6132是安森美半導(dǎo)體配合第二代Intel® Core™處理器系列(即Sandy Bridge)最新推出的高能效電源管理器件。它們均提供用戶可配置的相位配置,，集成真正的差分電壓感測,、差分電感直流電阻(DCR)電流感測、輸入電壓前饋,，以及用于精確穩(wěn)定電源的自適應(yīng)電壓定位功能,。每款器件均提供分離(split)電流環(huán)路配置，縮短調(diào)諧(tuning)時間及降低復(fù)雜度,，進而簡化設(shè)計入選(design-in),；其中，結(jié)合了DCR電流感測功能的雙緣PWM對動態(tài)負載事件提供最快的初始對應(yīng),?？刂骗h(huán)路的非線性瞬態(tài)對應(yīng)滿足高性能應(yīng)用的要求，而30 mV/s的轉(zhuǎn)換速率,，結(jié)合前饋功能,，將充電和放電時間縮至最短，用于高能效工作,。輕載工作期間自動“切相”至單相工作,，進一步提升了能效。這幾款器件中,，NCP6151是用于服務(wù)器應(yīng)用的2/3/4相CPU控制器及單相圖形處理器(GPU)控制器,，NCP6121是用于臺式機的1/2/3相CPU控制器及單相GPU控制器，而NCP6131是用于筆記本的3相CPU控制器及單相GPU控制器,。
　
　　這些NCP61xx控制器結(jié)合安森美半導(dǎo)體提供的業(yè)界最小MOSFET驅(qū)動器NCP5901(采用SOIC-8 Narrow Body或DFN8 2.0x2.0x0.9mm)或NCP5911集成,，以及優(yōu)化了能效的新的NTMFS49xx、NTTFS49xx,、NTD49xx或NTMS49xx高端穩(wěn)壓MOSFET,，使客戶能夠創(chuàng)建用于客戶端級和企業(yè)級的完整供電方案。這系列的11款新的高能效MOSFET使用先進硅技術(shù),，經(jīng)過了優(yōu)化,，在降壓轉(zhuǎn)換器控制端應(yīng)用中提供最佳的開關(guān)性能。每款新器件均提供極低的門電荷(Qg)和門阻抗(Rg)，將開關(guān)損耗降至最低,，并改善信號質(zhì)量,；提供低電容，將驅(qū)動器損耗降至最低,；提供低導(dǎo)通阻抗(RDS(ON)),，提高總能效。圖1中分別顯示的是結(jié)合采用這些器件的臺式機和筆記本Vcore電源方案的應(yīng)用電路圖,。

圖2：臺式機及筆記本Vcore電源方案應(yīng)用電路圖,。

系統(tǒng)電源、芯片組及DDR電源控制器方案
　　安森美半導(dǎo)體除了提供用于CPU電源管理的方案,，還提供用于系統(tǒng)電源,、芯片組及DDR存儲器的電源控制器方案(參見表1)。以上網(wǎng)本應(yīng)用為例,，除了可以采用ADP3211A單相降壓控制器用于CPU電源管理,，還可使用安森美半導(dǎo)體用于系統(tǒng)電源、芯片組及DDR電源的不同控制器方案,。
　
　　例如,，在上網(wǎng)本應(yīng)用中可以采用安森美半導(dǎo)體的單同步整流降壓控制器NCP5217。這器件是系統(tǒng),、I/O及存儲器性能最佳的電源方案之一,，支持4.5 V至27 V輸入電壓范圍，可提供3.3 V至0.8 V的更寬范圍電壓,，具備全面的保護功能,，還具備提高輕載能效的可選擇省電模式。此外,，NCP5217提供的前饋(feed forward)控制,，可以在上網(wǎng)本應(yīng)用出現(xiàn)較大的輸入電壓變化時仍能提供恒定的輸出電壓。這種控制架構(gòu)使各組電源間交錯工作,，能夠降低輸入電容的物料單成本,。

表1：安森美半導(dǎo)體用于計算機系統(tǒng)電源、芯片組及DDR電源的控制器方案

提供更高能效的不同封裝MOSFET
　　臺式機,、服務(wù)器和筆記本等計算機應(yīng)用主要需要電壓不超過30 V的低壓MOSFET,。安森美半導(dǎo)體為這些應(yīng)用提供豐富的N溝道及P溝道MOSFET選擇(詳見安森美半導(dǎo)體《計算機電源方案選型小冊子》)。這些MOSFET提供30 V,、-30 V或25 V的漏極-源極電壓(VDS),，采用SO8-FL 5x6 mm、μ8FL 3.3x3.3 mm,、DPAK,、SOIC-8 5x6 mm或ICEPAK等不同封裝，為計算機電源應(yīng)用提供高能效,。其中,，采用ICEPAK封裝的MOSFET用于增加功率開關(guān)的功率密度。
　
　　值得一提的是,，安森美半導(dǎo)體新近針對計算機等應(yīng)用推出了帶集成肖特基二極管的30 V MOSFET產(chǎn)品,，包括NTMFS4897NF、NTMFS4898NF及NTMFS4899NF,。這些MOSFET采用緊湊型5 mm x 6 mm SO-8FL封裝,，在10 V時分別擁有2 mΩ、3 mΩ及5 mΩ的最大導(dǎo)通阻抗(RDS(on))值,，針對降壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中的同步端而優(yōu)化,，達致更高電源能效。典型門電荷(在4.5 V門極-源極電壓(Vgs)時)規(guī)格分別為39.6納庫侖(nC),、25.6 nC及12.2 nC,，確保開關(guān)損耗也保持最低。集成肖特基二極管借助于集成在與初級FET結(jié)構(gòu)相同的裸片中,，減小死區(qū)時間導(dǎo)電損耗,，因而提升能效及改善波形。
　
熱傳感器,、風(fēng)扇控制器及系統(tǒng)監(jiān)控器
　　安森美半導(dǎo)體為計算機應(yīng)用提供完整選擇的遠程熱傳感器,、風(fēng)扇控制器及系統(tǒng)監(jiān)控器。其中,，熱傳感器將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式,，并通過SMBus總線傳送這些數(shù)據(jù)信息。溫度設(shè)定點及極限也可能通過這總線來編程,。溫度信息可以用于動態(tài)控制風(fēng)扇速度,、降低可聽噪聲及能耗，并增強系統(tǒng)可靠性,。先進的系統(tǒng)監(jiān)控方案帶來電壓和電流監(jiān)測,、電池檢測、閃存及GPIO功能,，提供了全套系統(tǒng)狀況監(jiān)測及控制器,。
　
　　這些計算機熱管理器件包括ADM1026/27/29/30/31、ADT7460/63/62/67/68/73/75/76,、ADM1033/34/32,、ADT7490/61A/21/81/82/83A/84A/85A/86A/88A、NCT75及NCT214等,。
　
計算機高速接口開關(guān)器件及低電容保護器件
　　安森美半導(dǎo)體為服務(wù)器,、臺式機,、筆記本和上網(wǎng)本等計算機應(yīng)用中的高速接口，如PCI Express(PCIe),、DisplayPort,、千兆位以太網(wǎng)(GbE)及USB 2.0等，提供多種開關(guān)器件,。以服務(wù)器應(yīng)用為例,，相關(guān)應(yīng)用示意圖及可以采用的器件如下圖所示。

圖3：安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于服務(wù)器的開關(guān)器件型號及應(yīng)用示意,。

　　在計算機應(yīng)用的高速接口保護方面,，安森美半導(dǎo)體同樣提供多種選擇(見表2)。這些保護方案中,，既有傳統(tǒng)ESD保護方案,，也有新的PicoGuard XS保護方案(見圖4)。安森美半導(dǎo)體的高速接口保護產(chǎn)品系列兼具極高的信號完整性及業(yè)界最佳的鉗位電壓,，確保為敏感的高速接口提供最高等級的保護,。

表2：安森美半導(dǎo)體針對不同高速接口應(yīng)用的不同保護方案。

　　值得一提的是,，安森美半導(dǎo)體新的PicoGuard XS®架構(gòu)可以維持高速數(shù)據(jù)接口的信號完整性,，同時提供更強的ESD保護能力。這種架構(gòu)向上布線并穿過封裝,，而不是位于封裝下面,，藉此消除走線寄生參數(shù)。這種方法將電感與ESD二極管集成在一起以匹配信號線路阻抗,，從而摒棄任何類型的外部補償,。集成電感降低鉗位電壓及受保護ASIC所流入的殘余電流，從而改善ESD保護性能,。

圖4：傳統(tǒng)ESD保護設(shè)計與新的PicoGuard XS架構(gòu)比較,。

總結(jié)：
　　安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于高能效電子產(chǎn)品的高性能硅方案供應(yīng)商，為臺式機,、服務(wù)器和筆記本等計算機應(yīng)用提供高性能,、高能效及高集成度的解決方案，應(yīng)用于各個主要子系統(tǒng),，如中央處理器(CPU)供電,、熱管理、ATX電源及適配器電源轉(zhuǎn)換,、高速接口開關(guān)及保護等,。安森美半導(dǎo)體針對計算機應(yīng)用也不斷推出最新的產(chǎn)品，如配合英特爾最新處理器平臺的CPU電源管理及相關(guān)器件,、配合最新能效規(guī)范的ATX電源組合控制器及采用創(chuàng)新技術(shù)以更好地保護高速接口應(yīng)用的保護器件等,?？蛻衾冒采腊雽?dǎo)體的這些高性能、高能效方案,，可以開發(fā)出在市場上更有競爭力的產(chǎn)品,。