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动态电压调节(DVS)

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本帖最后由 咕咕呱呱孤寡 于 2024-8-3 10:06 编辑

#申请原创#@21小跑堂


功耗是指设备、器件等输入功率和输出功率的差额,通常指功率的损耗。由于电路中的功耗与电源电压存在成平方的关系,

因此在电路系统待机或运行状态下,降低电源电压就可以大大降低电路的功耗。

这里就涉及到动态电压调节(DVS),也可以称为动态电压缩放,是计算机系统结构中的一种电源管理技术,它可以根据处理器

实时的使用状况,在不影响处理器峰值性能的情况下,‌调节电源电压,有效地减少处理器的能耗。‌

它能够在程序运行时动态实时地改变处理器的电压和频率。‌这种技术通过调整电压和频率来实现,‌从而优化能源的使用效率。‌

使用DVS的常见作用就是:提高效率、降低损耗。

在系统运行中,DVS技术通过不影响处理器性能的情况下,降低其内核电压,显著减少功耗,例如ADP1047-ADP1046直流转换

机制中,其中间电路电压多为380V,在不影响380V电压的情况下,使用DVS技术独立降低电压负载,降为360V,实现部分负载

运行时,电源转换效率的提高,同时包括之前ADI提供的ADSP-BF527处理器方案,将内核电压从1.2V降低至1.0V,动态功耗降低

了超40%,提高了处理器的能效。

使用DVS技术还具有其他作用效果,例如通过动态调节电源电压,改善负载瞬态后的恢复速度。在系统负载发生瞬时变化时,通过

高精度的精密输出电压调节,设备能够更快地适应负载变化,维持稳定的输出性能。

                                    图示:负载动态电压调节(左侧为高负载,右侧为低负载。)

例如上图1.2V内核电压,调节范围±10%,在静态负载下和负载动态变化时都要保持电压不变。如果将反馈控制设置在允许范围的中间,

一半范围适用于静态误差源,也适用于负载瞬态之后的动态电压变化。有一个小技巧,即在低负载时稍微提高输出电压,在高负载时稍微

降低输出电压。在高负载情况下,有时会采用更低负载,此时一般出现小幅度电压过冲。可以通过稍微降低高负载的设定点电压,将这种

电压过冲保持在允许范围内。

相反的情况自然也适用。当负载较低时,它在某个时间点会上升。可能动态出现电压过冲。在低负载下,电压稍微升高,因此仍保持在允

许范围内。

DVS的应用不只局限于处理器系统,也可以使用在其他应用上,例如控制直流电机或驱动Peltier元件进行温度调节,在数字应用领域,DVS

是一种常用低功耗技术。


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