微處理器與VRM接口的仿真模型
加入技術交流群
VRM的輸出端有濾波（Bulk）電容CB，解耦電容CD，還有封裝（Pakaging）電容CP，各電容都有相應的ESR和ESL，另外，還要考慮各個電容之間的連接線寄生電阻（如0．5 mΩ）和寄生電感（如0.6 nH）。Cdie為芯片電容iB、iD、iP分別為濾波電容、解耦電容和封裝電容輸出各支路（即連接線）中的電流。
圖1 Pentium Pro 微處理器與VRM接口的仿真模型與瞬態(tài)電流的仿真波形
微處理器作為VRM的負載，可以用電流源Io表示其工作電流的突變情況。由于VRM輸出接口電路有寄生參數(shù)9輸出各支路的電流轉(zhuǎn)換速率遠小于微處理器的工作電流轉(zhuǎn)換速率。因此在VRM輸出的不同端點，瞬態(tài)電流波形、電流轉(zhuǎn)換速率及瞬態(tài)電壓波形都是不同的。例如，Pentium Pro的仿真結(jié)果表明，當微處理器的工作電流轉(zhuǎn)換速率為4 A／ns時，濾波電容的輸出支路電流扌：的轉(zhuǎn)換速率小于30 A／ns；解耦電容的輸出電流iD的轉(zhuǎn)換速率小于1 A／ns。圖1給出了各支路電流iB、iD和iP的瞬態(tài)波形。
當Io以高速度轉(zhuǎn)換時，VRM的輸出電壓仍。從1.5 V先跌落到1．36 V再逐漸回升1.4 V解耦電容端的瞬態(tài)輸出電壓uD則先跌落到1.16 V，再逐漸回升到1.33 V。這說明微處理器與VRM接口電路中的各寄生參數(shù)對VRM瞬態(tài)響應都有很大的影響。
圖2 VRM瞬態(tài)輸出電壓的仿真波形
評論