东芝为移动设备开发宽负载范围高效率直流-直流变换器

东芝公司宣布，该公司为移动设备开发了一款新型直流-直流变换器，该变换器可以在超过典型直流-直流变换器3倍的宽广负载电流范围中提供超过85%的效率。主要得益于新的快速和低纹波相位添加/删除计划，该变换器可以使轻负载条件和重负载条件下的功耗分别减少超过58% 和超过24%。

东芝在2014年美国电气和电子工程师协会(IEEE)国际固态电路会议上公布了这一进展，此次大会于2月10日在加州旧金山举行。

当前的处理器使用多核设计，这导致了广泛的电流分布，并需要采用能够在广泛的负载电流范围中提供高效率的直流-直流变换器。这可以通过采用多相位结构实现，这种结构从数个被称为相位的并联单元提供电流，并根据负载条件调整活跃相位的数量，以优化变换器的效率。

但是，相位添加或删除会导致输出电压出现大纹波(由于变换器遭受突然的电流浪涌)。因此，传统的相位添加/删除计划只能够应用于台式电脑等拥有超过 1000μF电容器来抵抗纹波的设备。东芝已经开发了一种新的相位添加/删除计划，该计划能够使电容降低超过93%，并支持在移动设备上部署。这得益于在一个转换周期内实现的无缝相位添加/删除转换(纹波小于10mV)。

这种结构基于数字控制，而非主流模拟控制，其基本概念是确保转换期间的电流平衡。但是，数字控制需要模拟数字转换器(可使系统功耗增加39%)。通过使系统中的现有比较器和数模转换器分时进行模拟数字转换器转换(而非添加模拟数字转换器硬件)，东芝的新型混合控制结构可以使这一功耗增长减少90%以上。