１　引言ｃｐｕ　的性能逐年提高，功耗也有增无减。一旦功耗略有减少，ｃｐｕ的工作电压就趋于下降。现在，ｃｐｕ的工作电压已经从当初的３．３ｖ降低到１．６ｖ、　０．９ｖ，还可能进一步降低。ｃｐｕ工作电压的降低，使其与外围电路的工作电压的失配更加明显，因而也增加了ｃｐｕ工作电压的类别。例如在ｐⅲ－ｃｐｕ　中，必须有３种不同的工作电压，需要３个ｄｃ－ｄｃ变换器，有碍于ｃｐｕ乃至计算机总体尺寸的进一步缩小和总功耗的进一步降低。日本富士通公司生产的　ｍｂ３８８４型单芯片电源控制集成电路即ｄｃ－ｄｃ变换器可以满足ｃｐｕ的不同工作电压和功耗的要求。本文扼要介绍这种电路的结构和特征，以便电脑用户使用。

　　２　笔记本电脑的电源系统

　　在笔记本电脑中，必须在有限的线路板上有效地配置各种零部件，电源系统更应如此，与一般半导体器件相同，构成了板上电源。

　　笔记本电脑是由不同功能的半导体器件、ｉ／ｏ端、ｌｃｄ（液晶显示器）等多种部件构成的，各自均以不同的电压工作。ｈｄｄ、ｃｄ－ｒｏｍ、ｄｖｄ等的ｉ／ｏ　以５ｖ的电压工作，存储器、外围控制电路中的半导体器件以３．３ｖ或更低的电压工作。在ｃｐｕ中，必须有２．５ｖ、１．５ｖ、０．９ｖ～２．０ｖ这３种电压的电源。

　　另一方面，使用的电能由ａｃ适配器和电池适配器等的外部电源或内部电池供给。由于电池电压随着放电时间的延长而降低，因而，为了维持一定的电压以适应各种不同的要求，在系统内部使用的各种电压的电源，由ｄｃ－ｄｃ变换器提供。

　　图１示出笔记本电脑的总体框图。图２示出笔记本电脑中电源部分的框图。图３示出电源系统的详细结构。

　　对笔记本电脑之类的便携式电子机器来说，电池的工作时间是重要的考虑因素。为了延长电池的工作时间，一是降低电脑的耗电量，二是使用高效率充电装置向电池供电，三是提高电池的有效使用率，三者缺一不可，都很重要。

　　为了减少电脑的耗电量，降了改进电脑的结构设计以节省电力和尽量减小其中的半导体器件的功耗等方法外，从电源方面讲，提高电源电路的效率和采取节电措施是解决这个焦点问题的基本方法。

　　构成笔记本电脑电路的半导体器件的功耗可由下式表示：

　　ｐｗ＝ｋ×ｆ×ｃ×ｖ２

　　式中，ｋ是常数，ｆ是电路的工作频率，ｃ是电路的集成度，ｖ是电压。

　　从上式可以判定，为了减少作为笔记本电脑主要构件的半导体器件的功耗，与降低工作频率相比，降低工作电压是更适用、更可行的方法。

　　另一方面，靠ａｃ适配器等外部电源工作时，不存在工作时间问题，着眼点不是省电，而是高速工作，因而可以考虑使ｃｐｕ以尽可能高的速度工作。

　　在ｉｎｔｅｌｌ　的ｓｐｅｅｄｓｔｅｐ（以前的ｇｅｙｓｅｒｖｉｌｌｅ）标准中，有动态式变更ｃｐｕ的工作电压达到上述目的的规范。笔记本电脑的工作靠ａｃ适配器等外接电源供电时，为了使ｃｐｕ以８００ｍｈｚ以上的频率高速工作，ｃｐｕ的工作电压上升到１．６ｖ；靠电池工作时，为了节省电能，ｃｐｕ的工作频率降低到　５００ｍｈｚ以下，ｃｐｕ的工作电压下降到１．３５ｖ，相应于ａｃ适配器的插拔，动态变更ｃｐｕ的工作频率和工作电压。

　　３ ｃｐｕ的电源电路及其问题

　　减小半导体器件功耗的有效手段是降低工作频率，而其方法是动态控制ｃｐｕ的时钟频率。

　　在实际应用中，在进行数据处理时，ｃｐｕ以最高速度工作，但是操作者等待键入时，不需要ｃｐｕ的高速处理能力，因而，动态地控制时钟频率，降低ｃｐｕ的工作速度，减小功耗，是节省电能的一种有效方法。

　　一般说来，所谓降低时钟频率，通常被理解为降低时钟频率自身，但是，在笔记本电脑中，采用的方法是间断地停止时钟的发生。如果时钟发生的时间和停止的时间比为１∶１，就等效于时钟的频率降低一半。任意改变时钟的发生时间与停止时间的比例，就类同于可以降低时钟频率。与直接改变时钟发生频率比较，采用这种方法可以进行更大范围的变更，而且非常方便。图４示出采用这种方法的ｃｐｕ的时钟波形。

　　不过，从电源方面看，时钟停止的时间是无负载状态，时钟发生的时间是额定负载状态，因此，由于无负载状态和额定负载状态的瞬间切换工作交替出现，因而要求具有反应负载变动的高速跟随特性。

　　例如，从以６００ｍｈｚ频率工作的ｐｅｎｔｉｕｍⅲ考虑，无负载状态下的功耗为０ｍａ，而工作时的耗电量为１４０００ｍａ。为了间断地反复从时钟的停止状态返回６００ｍｈｚ下