4．1 功率MOSFET的選擇

　　在選擇高端和低端功率MOSFET時，主要考慮如下幾個方面：

　　（1）較低的RDS（ON），應小于1OmΩ；

　　（2）盡可能高的導通電流；

　　（3）額定VDDS應該大于15V。

　　在選擇低端MOSFET時，RDS（ON）是最重要的考慮因素，因為在正常工作時，低端的MOSFET導通時間較長，因而功率消耗較大。因此在本設計中．每相在低端都使用了兩個FDD6682，其導通電流為75A，在VGS為10V時（正常工作狀態），RDS（ON），為6．2mΩ，額定VDDS為30V。對高端的MOSFET而言，門電荷Qg也是重要的考慮因素，要求其越低越好，否則會影響開關速度進而影響功耗。因此在每相高端都使用了一個FDD6696，其導通電流為50A，在VGS為lOV時，RDS（ON）為8．0mΩ，額定VDDS為30V，門電荷為17nC，可以完令滿足沒計的要求。

　　4．2 輸出電感的選擇

　　輸出電感有3個主要指標，電感量L、額定電流值Irated和直流電阻RDCR，電感的額定電流值是電感線圈的飽和電流或過熱電流中較小的值。為使4相的輸出電流總量大于等于125A，每相的輸出電感額定電流應大于等于31．25A。電感量的取值與工作頻率，紋波電流等因素都有一定的相關，可以根據式（1）進行計算：

　　式中：VCCCORE為輸出電壓；RO負載線斜率電阻；n為相數；D為每一相的占空比；fSW開關頻率；VRIPPLE為最大紋波電壓。

　　根據前面提到的設計參數，可以計算得輸出電感的電感量應該大于658nH。電感的直流電阻RDCR最好取值在R0的O．5倍到l倍之間，這是因為，電感的RDCR會用來監測每相的輸出電流，如果RDCR值太小，會引起較大的測量誤差，影響設計的正常運行，如果RDCR值太大，又會造成較大的能量損耗，影響設計的效率。因此，我們選用了線藝電子（Coilcraft）公司的電感SER2009—681ML，其額定電流為45A，電感量為680 nH，直流電阻為0．588mΩ，完全滿足設計對輸出電感的要求。

　　4．3 布局布線

　　布局布線對電路穩定性、精確性的最終實現起著至關重要的作用，圖2是本設計在4層PCB上的布局圖，遵循如下的布局布線規則。

　　（1）輸入電容CIN必須放置在盡量靠近高端MOSFET的漏極，其陰極應該放置在靠近低端MOSFET的源極，且每柑都應該至少放置一個輸入電容。

　　（2）每相的FAN5009驅動器應該靠近各相的MOSFET。

　　（3）FAN5019應該放置在靠近COUT但是遠離CIN的陰極和低端MOSFFT的源極處。其周圍的元件應該放置在盡量靠近它的位置，并且它們與FAN5019之間應該用盡量粗的線來連接。FB和CSSUM兩個引腳的線是最為重要的，應盡量短，且遠離其他線。FAN5019及其周圍的元件應該使用獨立的模擬地平面（包括其底下的PCB電源層平面）來接地。

　　（4）因為設計的電流非常大，因此在PCB各層之間傳輸電流時要盡可能多州穿孔以減小電流通路的電阻和電感效應，粗略的估算方法是1mm直徑的穿孔可以允許3A電流。穿孔還可以幫助IC散熱。

　　（5）輸出電容CX及CZ應該盡町能靠近CPU的插座或CPU引腳。

　　（6）供電電路相關的PCR走線都應該盡可能的寬，并且保持各自間距，以避免EMI問題。

　　（7）布局應合理緊湊，并且充分考慮散熱問題。

　　5 實驗結果

　　本文介紹的大功率CPU供電電路經過PCB樣板制作和調試，已經達到正常工作的要求，表2為實驗測量樣板的輸出電壓負載線的結果。實驗使用了Intel公司的Voltage Transient Test Tool進行電壓瞬態響應的測試，測試節點為LGA775CPU插座的U27與V27引腳，VCCOORE=1．500V。從實驗結果可見此電路的設計可以達到VRDlO．1要求。

　　6 結語

　　應用FAN5019設計的大功率CPU核心電壓供電電路，不僅可以用于高性能臺式機CPU，也可以用于工作站、服務器的CPU供電，因此具有相當的實用價值。