电源完整性学习中的困扰

shenzhiwu333 · 发表于 2015-9-9 14:03

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小弟最近在看电源完整性的资料，读到下面一段内容，有几个问题想不通，可能比较幼稚，但还是尝试在论坛问问，看看有没有和我一样疑惑的

1.稳压电源无法实时响应负载对于电流需求的快速变化。稳压电源芯片通过感知其输出电压的变化，调整其输出电流，从而把输出电压调整回额定输出值。

我想知道稳压源是如何根据负载的变大变小来调整输出电压的

2.当负载瞬态电流发生变化时，由于负载芯片内部晶体管电平转换速度极快，必须在极短的时间内为负载芯片提供足够的大电流。但是稳压电源无法很快响应负载电流的变化，因此，电流不会马上满足负载瞬态电流要求，因此负载芯片电压会降低。

我想知道为什么负载芯片内部开关动作需要从电源抽取大电流，又为什么电流无法马上满足负载瞬态电流要求而导致负载电压的降低

菩提老树 · 发表于 2015-9-9 15:05

你这两个问题我一起来说明下：稳压源首先是一个电源输出端，在空载的时候是没有电流输出的，当接上负载的时候，才输出电流，这个电流的大小与device的工作情况有关，如果device的功耗比较大，那么电流就会大，反之亦然。一般source端与sink端都会有一定的距离，电流的传递也需要时间，在电子的微观世界，这些时间是不可以忽略的，而电路又不能突变，所以这个时候PDN系统中储能器件（比如各种电容，分裂电容、平板电容、pkg电容、die电容）就会快速的蓄能。储能多的反应慢（这个根据电容的充放电时间想想），储能少的反应较快。如果PDN设计的好，就会避免电压下降。只能回答这些了，请其他人补充。

qingdalj · 发表于 2015-9-9 15:14

第一个问题：很多电源都有一个sense pin，这个pin的作用就是采样输出电压，然后反馈到电源芯片，然后电源芯片会根据采样结果判断是否需要调节输出电压

qingdalj · 发表于 2015-9-9 15:18

第二个问题：供电路径存在等效电感，负载电流瞬间发生变化后，该电感会产生一个反向电流。电源路径上增加许多供电电容，目的就是为了减小这个电感

cousins · 发表于 2015-9-10 11:39

1.通过高精度的ref voltage和feeback控制稳压输出，至于负载电流只要在DCDC最大允许功率内就不会对输出造成大幅度漂移。
2.内部的开关的PN结是需要电压来打开的，电源芯片的PN结多数电抗性表现为容性，两极间电势不会突变，使其变化的本质是内部两极电子排列，电子的运动亦可看做有电流通过，所以需要一个瞬时大电流。功率恒定，对于瞬时电流突然增大必然导致瞬时电压瞬时减小。

honejing · 发表于 2015-9-10 16:41

1.稳压电源无法实时响应负载对于电流需求的快速变化。..........

我想若是你正在學習电源完整性，那這段話的重點應該是想提示稳压电源端無法及時提供你負載端快速變化的電流需求，所以你要考慮整個電源網路的設計。有一個概念是你必須在靠近負載端放一些電荷井，以便及時提供負載端的快速變化的電流需求，有了這些電荷井，那第二問題的電壓降的現象就可以改善，不過負載端也會有一些慢速變化的電流需求，這些電流就可以由稳压电源端來提供。用電源完整性的觀點來說就是全系統操作頻帶內都維持電源低阻抗的概念。
至於你想問的問題，是稳压电源的設計範疇，前面的版主們都回答的很好，但就是簡問簡答，想真的了解運作原理，自己看書應該會比較實際一些。

天天在线 · 发表于 2015-9-11 15:30

Dailow · 发表于 2017-3-20 17:08

学习

shark4685 · 发表于 2017-3-22 10:31

感觉后面困难会更多

denny_9 · 发表于 2017-3-24 15:47

电源输出端到器件之间的传输网络是有阻值及距离的，在器件处理信号时，芯片内部的晶体管是需要开与关的，这个时候就会有电流的需求，如果需求量瞬间变化非常大，则在一段时间电源供给不及时，就会在器件端出现压偏。有时为了改善此现象会在器件旁边添加一些电容储能，及时的提供短暂的需求。

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