深入剖析主板电源设计及环路稳定性能PDF电子书下载

第1章 主板架构基本介绍 1

1.1 主板的发展历史 1

1.1.1 AT主板 1

1.1.2 Baby AT主板 1

1.1.3 ATX主板 2

1.2 主板架构 2

1.2.1 北桥芯片 2

1.2.2 南桥芯片 2

1.2.3 内存插槽 2

1.2.4 PCIE插槽 3

1.2.5 主板总线 3

1.2.6 CPU介绍 4

1.3 Intel平台主板架构说明 5

1.3.1 Intel 440主板架构 5

1.3.2 VIA MVP4主板架构 5

1.3.3 Intel 810/815主板架构 5

1.3.4 Intel 865主板架构 6

1.3.5 Intel P4主板架构 6

1.3.6 VR12.0单CPU主板架构 7

1.3.7 VR12.0双CPU主板架构 7

1.3.8 Intel VR12.5 Denlow平台介绍 8

1.4 AMD平台主板架构说明 9

1.4.1 C32 CPU架构 9

1.4.2 G34双CPU架构 11

1.5 主板电源接口 11

1.5.1 AT电源 12

1.5.2 ATX电源：输出为20Pin 12

1.5.3 ATX12电源：输出为20Pin+4Pin 13

1.5.4 ATX12 LN电源：输出为24Pin+4Pin 13

第2章 主板电源设计流程规范及功率预算 15

2.1 VR12.0电气特性 17

2.2 VR12.5 电气特性 22

2.2.1 CPU供电 22

2.2.2 RAM供电 23

2.2.3 PCH供电 24

2.2.4 1 GB网口供电 24

2.2.5 Dual 10GbE Controller Lan 25

2.2.6 BMC供电 25

2.2.7 时钟芯片供电 26

2.2.8 PCIE插槽供电 26

2.2.9 系统散热风扇供电 27

2.2.10 SAS硬盘供电 27

2.2.11 SATA硬盘供电 27

2.2.12 SSD硬盘供电 27

2.2.13 CPLD供电 27

2.2.14 SAS Controller供电 28

2.2.15 PHY为BMC供电 28

2.2.16 TPM Module供电 28

2.3 VR13电气特性 29

2.3.1 CPU供电 29

2.3.2 记忆体RAM供电 30

2.3.3 PCH供电 31

2.3.4 BMC供电 32

2.4 主板电源设计流程 33

2.5 主板硬件器件功率预算 35

2.5.1 CPU供电电气规格及功率预算 35

2.5.2 Memory RAM功率预算 36

2.5.3 硬盘功率预算 36

2.5.4 PCH功耗预算 39

2.5.5 BMC功耗预算 39

2.5.6 硬盘扩展器／控制器功率预算 39

2.5.7 10G以太网控制器功率预算 39

2.5.8 GBE控制器功率预算 40

2.6 主板电源启动时序 40

2.7 主板电源性价比介绍 41

第3章 Buck电路基本理论 43

3.1 基本原理 43

3.2 输入电感的选择 46

3.3 输入电容的选择 48

3.3.1 主板电源设计使用的电容 48

3.3.2 电容等效电路的微分结构 51

3.4 开关场效应管的选择 55

3.5 输出电感的选择 62

3.5.1 电感的计算 62

3.5.2 选择评估 63

3.5.3 输出电感的材料 63

3.5.4 名词术语 64

3.6 输出电容的选择 64

3.7 RC缓冲网络参数的选择 66

3.8 RC Vboo？的选择 70

3.9 多相大功率Buck电路 72

第4章 主板CPU负载特性 74

4.1 主板CPU负载特性及阻抗要求 75

4.2 主板CPU线性负载特性 78

4.3 主板CPU动态VID特性 81

4.4 主板CPU测试工具简介 82

4.4.1 VR12 CPU测试工具 83

4.4.2 VR12.5 CPU测试工具 84

4.4.3 第四代Intel CPU测试工具 86

4.5 主板CPU测试要求 87

4.6 主板CPU Memory测试要求 87

4.7 主板Buck电路其他测试要求 88

第5章 主板Buck电路环路稳定性能分析 89

5.1 环路稳定性能的规格要求 89

5.2 RC补偿参数设计分析 90

5.2.1 RC积分电路 90

5.2.2 RC微分电路 91

5.3 输入电感、电容对环路的影响 100

5.4 输出电感、电容对环路的影响 103

5.4.1 输出电感对环路稳定性能的影响 103

5.4.2 输出电容对环路稳定性能的影响 105

5.4.3 CPU Loadline与DIMM Loadline对环路稳定性能的影响 105

5.5 补偿回路相位计算 108

5.6 Buck电路环路稳定性能特征 111

5.7 LDO电路环路稳定性能特征 115

5.7.1 LDO零极点的分布 115

5.7.2 影响LDO环路不稳定的根本原因 117

5.8 环路测试原理 118

5.8.1 环路测试仪器Agilent 4395A 118

5.8.2 测试原理 118

5.8.3 测试方法 120

5.8.4 测试任务 121

5.9 环路调试 122

5.10 数字PID的调试说明 124

5.10.1 PID介绍 125

5.10.2 PID控制器的调试方法 126

5.10.3 PID实际应用 126

5.10.4 PID控制幅频特性图 127

第6章 Buck电路反馈回路调节原理及动态分析 131

6.1 反馈回路的种类 132

6.2 反馈回路的调节特性与本质 133

6.2.1 电压反馈回路 133

6.2.2 电流反馈回路 135

6.3 电压、电流反馈的测试原理 140

6.4 反馈回路对动态响应的影响 141

6.5 TI D-Cap2模式环路稳定性能分析 147

6.5.1 控制方式简介 147

6.5.2 参数设定 148

6.5.3 Rr、Cr、Cc的计算 151

第7章 主板电源PCB布局的设计要求 155

7.1 主板PCB布局工具简介 155

7.2 LDO电路组件PCB布局要求 157

7.2.1 输入电容的PCB布局要求 158

7.2.2 输出电容的PCB布局要求 160

7.2.3 反馈信号走线的PCB布局要求 161

7.3 Buck电路组件PCB布局要求 162

7.3.1 输入电感的PCB布局要求 162

7.3.2 输入电容的PCB布局要求 165

7.3.3 场效应管的PCB布局要求 170

7.3.4 输出电感的PCB布局要求 174

7.3.5 输出电容的PCB布局要求 176

7.4 信号检测以及SVID与PMBUS的走线要求 181

7.5 PCB电源层设计及切割要求 184

第8章 主板电源仿真 185

8.1 SIMPLIS软件的应用 186

8.2 元器件调用及设定 187

8.3 原理图设计说明 191

8.4 子电路的定义 205

8.5 主板Buck电源仿真说明 211

8.6 主板电源模型的建立及仿真 212

附录A 名词术语解释 218

附录B 版权声明 221