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CPU用TLVR供电模式的功率电感WPZ系列
2022-12-23 804次


CPU用TLVR供电模式的功率电感WPZ系列



  CPU供电那点事



CPU用TLVR供电模式的功率电感WPZ系列





  以前,CPU功耗只有165W,VRM供电模式采用6相。因此以水平气隙结构为主。

  现在,CPU功耗超过200W,这就对电感的散热能力、效率提出了更高的要求。

  由此,垂直气隙结构被开发出来并迅速得到广泛的应用。但仍以VRM模式进行。

  将来,基于服务器厂商对提高效率、降低成本的要求,TLVR的概念应运而生。其瞬态快速响应、能减少后端电容数量以降低成本的明显优势,获取了各大厂家的青睐。

  而在其中,TLVR专用耦合电感以及补偿电感则当仁不让的占据了C位。


  TLVR供电模式的功率电感WPZ系列

  TLVR小贴士:

  TLVR初步量产为Intel EGS(8相)方案,并且会在BHS方案(10相或者12相)全面展开。

  现阶段0906(9.6x6.4x11&11.4mm),1206(11.7x5.7x10.7&11.7mm)会是主流(VR及TLVR),且逐步由0906向1206转变,以提升功率。

  鉴于TLVR的市场验证未完全开展,各家服务器厂家倾向VR与TLVR的pin to pin 方案,以便可以随时切换 。

  TLVR方案,还需要补偿电感,一般为0606及0707尺寸,感值100nH/120nH/150nH。

  基于TLVR方案优势,自EGS平台开始,各家逐步采用TLVR方案,BHS会全面切换为TLVR。


  TLVR方案简述

  VR供电模式:



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  图片来源:Infineon-DCDC_Converter_How_Infineon_TLVR_solves_PDN_problem-ApplicationNotes-v01_00-EN

  特点:各相位都可以看做是单独的Buck电路,然后输出电流汇总为总电流。

  ①出现负载变动时:

  当有瞬时轻载->重载变动,负载R降低,输出电流瞬时增加,每个相位都是单独反应。

  也即每个相位都需要经历输出电压降低->比较器->PWM占空比提高->输出电流提高的步骤,从而反应时间较长。


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  图片来自ADI


  ②具体时序图如下:

  每个相位都是单独反应。



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  ③由此,当负载瞬时变动时(轻载->重载),

  输出电流骤增,由于功率增大速度较慢,使得输出电压被瞬时拉低,电源出现较高纹波



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  TLVR供电模式:


CPU用TLVR供电模式的功率电感WPZ系列

  特点:原VR模式,输出功率的变动(输出电流的提高),需要由输出电容C2来进行提供。TLVR模式,此变动将会由C2及Lc共同提供。故C2可降低容量(如100uF->47uF),同时,Lc存储能量会通过每一个相位向负载进行传递。

  ①正常工作时:

  正常工作时(如上图):每个相位输出电流ILN=IphaseN=ILc+ILNm



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  图片来源:Infineon-DCDC_Converter_How_Infineon_TLVR_solves_PDN_problem-ApplicationNotes-v01_00-EN

  ②负载瞬时增加时:(下图)

  例:相位3的输出电流增加,其在向外输出的同时,也给Lc电感提升储能,从而提升了Lc电感的电流值。由此其他相位输出时(INout=ILm+ILc)也会随之提高



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  ③负载瞬时变动时(轻载->重载)

  输出电流Iout可以在功耗变大时(轻载->重载,R降低),迅速提升,从而避免输出电压Vout的大幅跌落(Vout=Iout*R)



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  TLVR优势分析

  1.得益于Lc补偿电感的功率补偿,输出电容容值有所下降,(如100uF/5V可变动为47uF/5V),从而降低电容容值,进而降低价格

  2.瞬态相应速度快,降低CPU电源纹波

  3.提升转换效率,TLVR较VR 转换效率有约1%的提升


  Sunlord TLVR产品介绍



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  产品耐压专利,提升耦合电感耐压值(满足100Vdc/2S/2mA), 电感绝缘耐压值(up to 500Vdc)

  全自动产线,一致性较高

  Sunlord TLVR产品list


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