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FAN5092 大電流系統電壓buck變換器

時間:2019-9-29, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

功能特色

輸出電壓從1.1V到5V集成大電流門驅動器每個IC最多有兩個交錯同步相位性能多達4相電力系統相位之間和集成電路之間的內置電流共享集成電路之間的頻率和相位同步遠程感應和可編程主動下垂高精度電壓基準高速瞬態響應200kHz至2mHz的可編程頻率自適應延遲門開關集成電源良好、ov、uv、啟用/軟啟動

功能

驅動N通道mosfet操作優化為12V輕載高效模式使用mosfet傳感的過電流保護28針TSSOP包裝應用:邏輯電源模塊化電源

描述

FAN5092是同步多片DC-DC提供高精度的控制器IC,所有大電流的可編程輸出電壓應用。雙交錯同步降壓調節器內置均流的相位在提供所需快速瞬態響應的相位大電流應用,同時最小化外部組件。FAN5092S可在維護時并聯頻率和相位同步并確保大功率系統中的均流。FAN5092具有遠程電壓感應,可編程激活降速與最優變換器的超前響應最小輸出電容的瞬態響應。它有具有自適應延遲門的集成大電流門驅動器切換,不需要外部驅動設備。這使得在開關頻率高達4MHz,用于超高密度。輸出電壓可以設置為1.1V到5V準確度為0.5%。FAN5092使用集成以從A輸出超過150A的負載電流最小外部電路的12V電源。FAN5092還提供集成功能,包括電源良好,輸出啟用/軟啟動、欠壓鎖定、過壓保護和電流限制每個切片上的當前感測。

應用程序信息操作:FAN5092控制器FAN5092是可編程同步多相DC-DC控制器IC。它可以作為單個控制器運行,并且然后,第二個風扇5092可以模塊化地并聯更高的電流。當圍繞適當的外部組件,FAN5092可以配置為輸出電流大于120A。FAN5092作為一個固定頻率的pwm降壓調節器,在輕載時采用高效模式(E*)。主控制回路參見第7頁的FAN5092方框圖。這個fan5092由兩個交錯同步buck組成轉換器,通過求和模式控制實現。各相位有自己的電流反饋,并且電壓反饋。由FAN5092控制的兩個降壓轉換器交錯,也就是說,它們與每個其他。這將使rms輸入紋波電流最小化,使所需的輸入電容器數量最小化。它也使有效開關頻率加倍,提高瞬態響應。FAN5092實現“求和模式控制”,它不同于傳統的電壓模式和電流模式控制。它的性能優于允許在廣泛的輸出負載和外部組件。調節器的控制回路包括兩個主要部分:模擬控制塊和數字控制塊。這個模擬部分由信號調節放大器組成輸入比較器,比較器為數字控制塊。信號調節部分接受電流傳感器和電壓傳感器的輸入電壓傳感器對兩片都是共用的,電流各傳感器分開。電壓傳感器放大VFB信號和參考電壓之間的差異從DAC并將輸出分別呈現給比較器。每個切片的當前控制路徑采用當低端mosfet開啟時,其pgnd和sw管腳之間的差異,通過mosfet以及由此產生的輸入電流信號到其加法放大器的同一輸入端給電壓放大器的信號有一定的增益。這些因此,兩個信號相加。然后將該和呈現給一個觀察振蕩器斜坡的比較器,該斜坡向數字控制提供主脈沖寬度調制控制信號塊。振蕩器斜坡與每個另一個,以便兩片片交替打開。數字控制塊接受模擬比較器輸入向HDRV和LDRV提供適當的脈沖每個切片的輸出管腳。這些輸出控制外部功率mosfet。

遠程電壓檢測FAN5092具有真正的遠程電壓檢測能力,消除了由于跟蹤電阻引起的誤差。利用遙感,vfb和agnd管腳應連接為開爾文跟蹤對到調整點,如處理器插腳。轉換器將電壓保持在那一點。這些場地的布局需要小心;見此數據表中的布局指南。大電流輸出驅動器FAN5092包含四個高電流輸出驅動器在推拉配置中使用mosfet。司機對于高端mosfet,使用引導引腳輸入電源和用于返回的開關引腳。低邊車手mosfet使用vcc管腳作為輸入功率和pgnd回位銷。通常情況下,引導銷將使用電荷泵注意引導和VCC引腳與芯片的內部電源和接地分離,旁路和agnd,用于開關抗噪聲。自適應延遲門驅動FAN5092采用了先進的設計,確保消除時的最小mosfet轉換時間穿過水流。它能感覺到mosfet的狀態并自適應調整門驅動器以確保從不同時打開。當高邊mosfet轉動時關,電源上的電壓開始下降。當電壓這里達到大約2.5伏,低邊mosfet柵極驅動采用大約50nsec的延遲。什么時候?低壓側mosfet關閉,ldrv引腳處的電壓感覺到了。當電壓降到約2V以下時,采用高側mosfet的柵極驅動。最大占空比為了確保電流感應和電荷泵工作,風扇5092保證低壓側mosfet將在每個周期的特定部分。為低頻率,最大占空比約為90%。因此,在250kHz、4微秒周期下,低壓側至少為4微秒•10%=400毫微秒。在更高頻率,這一次可能會降得很低以至于無效。

FAN5092保證最低低側開啟時間大約330nsec,不管這是什么工作循環對應于。電流傳感器連接每個相位的pgnd和sw引腳開爾文跡對直接到源極和漏極,分別是適當的低邊mosfet。需要小心在這些場地的布局中;請參閱這個數據表。電流共享風扇5092的兩個獨立電流傳感器工作獨立的電流控制回路保證這兩個階段各提供一半的總輸出電流。只有當低邊mosfet的rds不匹配。正常使用時,兩臺FAN5092S并聯運行。通過將ISHR引腳連接在一起,兩個集成電路將被迫以完全相同的工作方式工作循環,從而確保所有四個階段。短路電流特性FAN5092短路電流特性包括保護DC-DC轉換器免受損壞的功能發生短路的事件。短路極限由公式每相。精密電流傳感與使用mosfet電流相關的公差使用電流感測可以避開感測電阻器。E*-模式通過將風扇5092進入E*模式。當下垂銷被拉到5V旁路電壓,風扇5092的“A”相為完全關閉,門的數量減少一半充電功率消耗。E*-模式可以所示的電路實現

內部電壓基準fan5092中包含的基準是一個精確的帶隙電壓基準。它的內部電阻是精確的修剪以提供接近零的溫度系數(tc)。基于該參考是集成5位的輸出數模轉換器。DAC監控5個電壓識別引腳,VID0-4,將參考電壓從1.100V調整到1.850V,步進25mV。旁路參考fan5092的內部邏輯運行在5v上。集成電路僅在12V下運行,內部產生5V線性調節器,其輸出在旁路引腳上。應使用1μf電容器繞過該引腳以消除噪音壓制。旁路銷不應具有任何外部附加到它的負載。動態電壓調整FAN5092在其視頻線上有內部上拉。外部的不應使用引體向上。風扇5092可以輸出動態調整電壓以適應低功率模式。設計器必須確保視頻線同時出現(小于500nsec)以避免產生不希望的輸出電壓的錯誤代碼。power good標志跟蹤vid代碼,但有一個從高到低的500微秒延遲;這很長足以確保在動態電壓調整。功率良好(pwrgd)FAN5092電源良好功能的設計符合奔騰IV DC-DC轉換器規范并在VFB引腳上提供一個連續的電壓監視器。電路將vfb信號與vref電壓進行比較并向CPU輸出一個有效的低中斷信號電源電壓偏差超過其標稱設定值。輸出保證集電極開路電源電壓在+8%/-18%范圍內時高其標稱設定值。權力好的旗幟提供不風扇5092的控制功能。輸出啟用/軟啟動(啟用/SS)FAN5092將接受開路集電極/TTL信號控制輸出電壓。低狀態禁用輸出電壓。禁用時,pwrgd輸出在低狀態。即使電路中不需要啟用,此引腳應該連接一個電容器(通常是100nF)來軟啟動開關。軟啟動電容器可通過以下公式近似選擇輸入濾波器dc-dc轉換器的設計可以包括輸入電感在系統主電源和轉換器輸入之間。這個電感器用來隔離主電感器由DC-DC開關部分的噪聲供電轉換器,并在通電期間限制輸入電容器的浪涌電流。建議值為1.3μh。有必要在輸入端安裝一些低esr電容器到轉換器。當高側mosfet開關打開。因為交錯,所需的電容器數量大大減少從單片buck轉換器所需的。顯示3 x 1000微F,但所需的確切數量會有所不同輸出電壓和電流,根據公式對于四片風扇5092,其中dc是占空比,DC=VOUT/車輛識別號。電容器紋波電流額定值是一個函數溫度,因此應聯系制造商找出預期工作溫度下的紋波電流額定值。有關輸入濾波器設計的詳細信息。



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