PWM工作原理详解.ppt

Diretto  PWM 工作原理分析 Edit By Gemi 2004.7 Power On瞬間VID、Vcore的產生時序 在學習之前首先應了解一下一些關健的述語和IC的工作原理，這些資料可參看相關IC的Datasheet，Diretto遵循Intel發布的VRM 10.0規範，該規範具體描述如下： 圖一中顯示了整個P4架構的電源供應時序，所有電源供應起始於System Power Supply (ATX)，當觸發主機板的PWRBTN#信號後，ATX POWER 供出數組電源。當＋3V電源和EN信號供給VCCVID Voltage Regulator後，該Regulator將立即供出VCCVID電壓1.2V，在經進1～10MS的延時後，該Regulator供出VID_PWRGD信號，以通知Processor Voltage Regulator可以根據Processor發出的VID[0:5]組合送出相應的Vcore電壓。當CPU的工作條件滿足後，就開始做第一個尋址動作。 實際上到這個裡整個上電及初始化過程已經講述的非常清楚，但也衹是粗略的的描述了整個過程，並且這裡衹是VRM 10.0規範的一部分。 圖二為VRM 10.0的另一個重要部分，該表格主要向我們講述了信號VID[0:5]的不同組合，對應不同的CPU Vcore電壓。由該表格可以得知，VRM 10.0的Vcore電壓範圍從0.8375V～1.6V，每個Step為0.0125V，共有74個組合。其中第一种组合非常特别，该组VID[4:0]均为1，VID[5]為X，送出Vcore為0V,也就是說衹要VID[4:0]為1，不管VID[5]為0或1，送出的Vcore都為0V。 可以參考一下VID部分線路圖，从线路图中可以了解到VID[5:0]均有Pull-High电阻接于＋3V, 即表示在缺省状态下(無 CPU) VID[5:0]均为High, 也就是說所有CPU VID[5:0]组合中至少有一个VID信号為0，當VID[4:0]均為1時，即表示無CPU。 在對VRM 10.0的規範有所了解後，開始對整個主機板的電源供電時序進一步分析，現以Diretto機種為例作為分析對象。 圖三為VCCVID Voltgate Regulator的線路圖，U37為這個線路圖的核心元件，该元件Pin1为电源Input, Pin2位GND, Pin3位EN控制信号，高電平有效，该脚為High時，Pin5才可输出，否则無输出。Pin4位POG信号，该信号输出与Pin5 输出有至少1ms延时，参照一下Pin3(CE) ,Pin4(POG),Pin5(VOUT)之间时序关系。 由圖四可知，衹有在VEN为Hingh后，VOUT 才开始上升，在VOUT上升到VOUT的90%後，VGOP才開始計時，並延時至少1ms後VPG為High。在VOUT降低至VOUT的85%时，VPG输出为Low, 以通知外圍PWM產生相應動作。圖五為RT9181CB的內部框圖 圖六為實際量測出的波形，黃色軌跡線(CH1)為VOUT,藍色軌跡線(CH2)為POG輸出，從圖中可以看到在黄色軌跡線上昇沿之前蓝色軌跡線有一幅度為700mv的毛刺，该毛刺是由於在給Vccvid Voltage Regulator 供電的一瞬間產生。 圖七為测量到的延時時間，从圖中可以看出延時時间為1.60ms。符合POG与VOUT延時至少1ms。 圖八為測量出的VCCVID與POG的電壓幅度，均為1.23V。 為了將電源初始化過程講述的清楚明了，現將電源初始化過程分為以下幾個過程： VCCVID的初始化過程 Vcore的初始化過程 其它供電的初始化過程 VCCVID的初始化過程在上面已講述完畢，下面開始講述Vcore的初始化過程。 首先我們來看一下Diretto的Vcore供電部分的原理圖 圖 九、十為為Diretto的Vcore供電原理圖，其主要由以下幾個部分組成： PWM控制器ADP3180 MOSFET驅動器ADP3418 UP-MOSFET和 LOW-MOSFET 還有一些其它的無源器件構成的反饋電路、濾波電路和過電壓過電流反饋電路。 首先介紹PWM控制器ADP3180, 下圖為它的TOP VIEW圖 引腳描述： Pin 1~6：VID[0:5] Vcore電壓編碼組合輸入，由CPU決定。 Pin 7：回饋返回。 Pin 8：该脚连接于内部误差放大器的输入端，一方面与Pin9构成反馈电路用于消除误差放大器的自身误差与线路噪声，另一方面接Vcore反馈电压，用于侦测Vcore是否有偏差。 Pin 9：内部误差放大器的输出，该脚与Pin8可构成反馈电路，以消除内部误差放大器自身误差与噪声，