電源完整性(PI)和電源分配網絡(PDN)設計如今是所有高速、高gao性xing能neng和he低di噪zao聲sheng電dian子zi電dian路lu設she計ji的de中zhong心xin要yao素su。取qu得de最zui優you性xing能neng的de第di一yi條tiao規gui則ze是shi保bao持chi電dian源yuan分fen配pei路lu徑jing的de阻zu抗kang幅fu度du小xiao於yu某mou個ge特te定ding值zhi，這zhe個ge值zhi通tong常chang被bei稱cheng為wei目mu標biao阻zu抗kang。第di二er條tiao規gui則ze是shi保bao持chi電dian源yuan分fen配pei阻zu抗kang在zai頻pin域yu盡jin可ke能neng平ping坦tan。半ban導dao體ti公gong司si正zheng在zai試shi圖tu引yin入ru采cai用yong非fei線xian性xing控kong製zhi、多個環路和滯後工作的新穩壓器架構來達到這個目的。一個令人感興趣的拓撲是Cognipower公司自主開發並已獲得專利的預測性能量平衡(PEB)控製器。

什麼是PEB

？

PEB控製算法從供需角度控製電壓轉換器的性能。就像在大多數開關轉換器中一樣
，能量存儲在電感中，然後傳送到輸出端，並由輸出端的電容進行平均。存儲在電感中的能量為：



PEB控製器根據需求建立要求的供電，並在每個開關周期中使這些等式相等。結果是一種“內存較少”的控製，每個周期都是“從零開始”

，yincizaidangekaiguanzhouqineikexingchengwanzhengdedongtaixiangyinghuifu。shuchujimeiyoushangchong，yemeiyouxiachong。kongzhiqibenshenjiuhenwending，yinweizaikongzhigongnengzhongbuxuyaozengjiabuchangjidian。PEB控製計算框圖示於圖1。


PEB控製可適應多種開關拓撲，包括降壓拓撲和反激拓撲
，並且可工作在非連續模式和連續模式。

為什麼PEB符合PDN應用要求

在PEB控製下的轉換器輸出阻抗函數基本上是一個與頻率無關的電阻
，這與PDN應用的目標是一致的。這個固定電阻是電感與電容之比的函數。單周期響應可獲得最快可能的恢複時間
，這也非常符合PDN應用要求。圖2和圖3顯示了平坦的阻抗曲線，采用的是低功耗
、非連續模式的PEB演示板(這個測量結果由Cognipower公司提供，不是為任何特定應用設計的)。

圖2：上軌跡(粉紅)是輸出電壓響應

，中間軌跡(黃色)是負載電流，下軌跡(綠色)是電感電流。注意，高頻沒有被濾除，為的是提供不變的控製器響應。 圖3：針對300mΩ輸出阻抗調節後的演示板負載階躍響應。注意，沒有上衝或下衝。為了去除紋波得到純淨的波形，對輸出電壓進行了平均處理。

通過修改演示板的電感和電容值，設定好300mΩ的目標阻抗，然後將演示板放進探測夾具。

根據18mV電壓偏移和58mA電流階躍計算出來的被測轉換器阻抗約為320mΩ。通過平均這個測量結果去除輸出紋波電壓後就可以得到純淨的波形。注意
，電壓響應中一點都沒有上衝或下衝現象
，見圖3。

雖然這個例子提供了代表低功耗應用的300mΩ輸出阻抗
，但PEB控製可以針對任何功耗電平進行調整。運算要求也很低
，可以采用數字或模擬電路實現。想必控製器能夠集成進單片芯片中。

PEB控製器是獨立於硬件的，允許控製矽MOSFET功率級電路
，或用於更高頻率工作和具有最佳效率的氮化镓功率級電路。PEB控製器還可以用作支持動態電壓編程的放大器
，同樣不會有上衝或下衝。當為PDN應用考慮許多新的開關拓撲時，PEB控製可以提供諸多有用的好處。希望未來能夠進一步拓展這個拓撲。

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