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ISL6211是一个单输出功率控制器Transmeta克鲁索的核心中央处理器。ISL6211包括5位数模转换器（DAC），用于调整磁芯脉宽调制输出电压从0.6伏直流电到1.75伏直流电。发援会操作过程中可能会更改设置。特别的已采取措施，允许在有控制的情况下进行这种过渡回转率符合Transmeta的长期运行要求8482;技术。精确的参考和专有的集成补偿的架构提供了卓越的静态和动态铁芯电压调节。在额定电流下，控制器在可选择的频率为300kHz或600kHz。当滤波电感电流变得不连续，控制器在滞回模式显著提高了系统效率。滞回运行模式可被指定的控制销。ISL6211监控输出电压。权势商品当软启动完成且输出在监管中。内置过电压保护可防止输出电压高于1.9V的负载。当输出低于设定值的75%。脉冲宽度调制控制器的过电流电路监测转换器负载通过感应通过较低的MOSFET的电压降。这个过电流阈值由外部电阻器设置。如果需要精密过电流保护，外部可以选择使用电流感测电阻器。
特征
在宽负载范围内高效
无损耗电流检测方案-使用MOSFET的RDS（ON）-可选电流感应电阻，公差更高过电流保护
具有自适应死区时间的强大门驱动器
求和电流模式控制和片上激活最佳瞬态响应下垂
TTL兼容的5位数字输出电压选择-宽范围-0.6VDC至1.0VDC，以25mV为步进，和从1.0VDC到1.75VDC，以50mV为步进-“随时”视频代码随客户变化可编程回转率
在启动或节电模式
可选的强制连续传导模式
操作
功率良好输出电压监测器
关闭时无负芯电压
过电压、欠电压和过电流故障
监视器
300/600kHz可选开关频率
应用
移动PC
网络平板电脑
互联网设备
绝对最大额定值热信息
偏压，VCC +6.5伏
输入电压，车辆识别号 +27.0伏
相位，启动，ISEN，磨损。GND-0.3V至+33.0V
关于相位的启动 +6.5伏
所有其他管脚 接地-0.3V至VCC+0.3V
静电放电分类。一级
推荐操作条件
偏压，VCC +5.0伏±5%
输入电压，车辆识别号 +5.0伏至24.0伏
环境温度范围 -10摄氏度至85摄氏度
结温范围 -10摄氏度至125摄氏度
热阻（典型，注1）θJA（oC/W）SSOP包 85个
最高结温（塑料包装）150摄氏度
最高储存温度范围 -65摄氏度至150摄氏度
最高引线温度（焊接10s） 300摄氏度（SSOP-仅限铅头）
注意：超过“绝对最大额定值”中列出的应力可能会对设备造成永久性损坏。这是一个压力等级和操作在本规范操作章节中所述的上述条件或任何其他条件下的装置并不隐含。
注：
1.θJA是用安装在自由空气中的高效热导率测试板上的元件测量的。详见技术简报TB379。
电气规范推荐的操作条件，除非另有说明。
功能引脚说明（引脚为参考SSOP包）
接地（引脚1）
这是集成电路的信号接地。所有电压等级为相对于此销测量。
VCC（引脚2）
这个针给芯片供电。当此引脚上的电压超过4.6V，当它关闭时低于4.2V。
PGOOD（引脚3）
PGOOD是一个开漏输出，用于指示状态输出电压的。当核心输出不在视频参考电压的+25%-10%范围内，或发生任何故障时。这个在长时间运行期间，PGOOD信号保持在高位™转变。
EN（针脚4）
当保持打开或向上拉至VCC。此外，如果正在循环，它会在故障后解锁芯片。
FCCM（针脚5）
当设置为低时，该引脚抑制滞回操作模式。
备降档（针脚6）
作为视频编码编程的替代，输出电压可以用这个别针设定。这种要求可能发生在CPU初始化或在某些节电模式下。
频率（引脚7）
此引脚设置控制器切换频率。接地后，频率设置为300kHz。为了600kHz操作针应连接至VCC。VID0，VID1，VID2，VID3，VID4（插脚12，11，10，9和分别为8）VID0-VID4是5位DAC的输入引脚。这五个引脚编程内部电压参考，设置转换器输出电压。它还设置了核心PGOOD，UVP和OVP阈值。
车辆识别号（针脚13）
车辆识别号向振荡器提供蓄电池电压以进行前馈输入电压变化的抑制。
软（针脚14）
在初始化和视频编码改变时的核心电压转换率。连接电容器从这个引脚接地。这个电容器（通常0.2μF），连同内部25μA电流源，设置
变频器软启动间隔。当这个引脚上的电压超过0.5V，软启动完成。软启动后完成后，pin功能已更改。内部电路将该引脚上的电压调节到指令值通过视频编码。引脚现在具有500微安的源/汇能力它允许设置向上和向下视频编码改变。
接触网（针脚15）
从这个引脚到接地的电阻设置过电流防护等级。
VSEN（插脚16）
这个引脚提供CPU核心电压的感应。这个PGOOD、UVP和OVP比较器使用由这个针是用来保护和监视的。
护套（针脚18）
该引脚为上MOSFET驱动器供电。将此引脚连接到自举电容器的接头上以及自举二极管的阴极。阳极引导二极管连接到PVCC引脚24。
磨损（销19）
该引脚为上MOSFET提供栅极驱动。
相位（引脚20）
相节点是上MOSFET的一个连接点源极、输出滤波电感和较低的MOSFET漏极。
ISEN（针脚21）
该引脚监测下部的电压降用于电流反馈和输出电压降的MOSFET。到设置电流检测放大器的增益，电阻器应与ISEN输入串联。精确电流检测，可选的电流感应电阻串联与源极低的MOSFET可以使用。
PGND（引脚22）
该引脚用作下MOSFET栅极的回程。将较低的MOSFET源连接到此管脚。
LGATE（插脚23）
该引脚为下MOSFET提供栅极驱动。
PVCC（引脚24）
这个引脚驱动下MOSFET栅极驱动器。
说明
ISL6211是一个单输出电源管理集成满足现代处理器电源需求的电路笔记本和子笔记本电脑。IC控制同步降压转换器。输出电压可以是通过更改DAC代码设置（见表1）。或者，输出电压可以通过模拟输入设置。这个功能是在不能确定视频编码的系统中很重要在启动或CPU核心节能模式下。输出核心转换器的电压可以随可编程的回转率，特别适合对于克鲁索处理器。
转换器可以在两种模式下工作：固定频率脉宽调制和变频滞回取决于负载水平。在低于临界值的负载下电感电流变得不连续，滞回模式操作已激活。从PWM到迟滞的转换轻载运行提高了变换器的效率延长电池运行时间。当滤波电感恢复时持续电流，恢复工作模式。操作的滞后模式可以省略将FCCM引脚连接到接地。核心转换器包含Intersil的专有输出最佳处理快速负载瞬变的电压降在现代处理器中发现。
初始化
IPM6211在收到输入功率时初始化假设EN高。上电复位（POR）功能持续监测VCC引脚上的输入电源电压并在输入电源电压后启动软启动操作超过4.6V。如果电压降低于4.2V，POR禁用芯片。
软起动
当软启动启动时，软引脚上的电压由于25微安的电流进入外部电容器。当软引脚电压达到0.5V时源极电流迅速变化至500微安，将软启动电容器充电至DAC确定的水平。这个完成软启动序列，图2。只要软电压高于0.5V，内部最大值软启动电流设置为500微安，允许快速变化由于VID码改变而产生的核心输出电压。在此模式下SOFT既有外包能力，也有下沉能力软启动电容器上的电压符合VID代码。这种双斜坡方法有助于提供初始启动期间转换器中的电压和电流同时设定核心的受控速度当处理器命令改变电压时。
软启动电容器的值可以通过
以下方程式：
对于Vdac的典型情况=0.05伏，Dt=32微秒
使用软启动电容器的这个值，软启动时间将
等于：
加速时间到1.2伏将等于：
变频器运行
在额定电流下，核心变流器在频率调制模式。输出电压与由DAC设置的参考电压。导出的误差信号由内部补偿误差放大器放大应用于PWM比较器的逆变输入。到为增强的动态负载提供输出电压降调节，与输出电流成比例的信号是添加到电压反馈信号。这个反馈方案与与输入成比例的脉冲宽度调制斜坡相结合电压允许快速稳定的环路响应输入电压和输出电流变化范围。对于为了效率和最大的简单性信号来源于下部的电压降MOSFET的传导时间。
输出电压程序
转换器的输出电压编程为离散如表1所示，水平在0.6VDC和1.75VDC之间。这个输出是为微处理器核心供电的电压。电压识别（VID）引脚程序通过TTL兼容的内部电压基准（DAC）5位数模转换器。DAC电压水平还设置PGOOD、UVP和OVP阈值。录像带插脚可以保持打开以设置逻辑1，因为它们被拉到内部+2.5伏12μa电流源提供的电压源
注：0=接地或VSS，1=开路或接Vcc或通过上拉电阻器的2.5V…5.0的电压源。
交流电压编程输入
作为视频编码编程的替代，输出电压可通过ALTV引脚设置。这种投入的必要性是在通电过程中节省操作模式，处理器上的电压为不足以向控制器提供正确的视频代码。应通过某种方式设置所需的芯电压处理器外部。最常见的解决这个问题的方法是提供硬连线视频通过CPU控制的多路复用器进行编码。提供高灵活性的程度，方法缺乏简单性许多外部组件和宝贵的主板领域。ISL6211使用更简单的方法来设置核心电压当CPU无法做到这一点时。电阻MOSFET网络连接到ALTV引脚如简化功率图和图2。来自ALTV的10微安校准当MOSFET导体被输入逻辑信号激活，例如DSX。控制器调节输出电压当该电压为低于最高VID编程电压（1.75V）。当与电阻器串联的MOSFET被栅极信号，ALTV pin电压上升到VCC信号DSX信号被解除断言的芯片。这么高的水平信号命令控制器调节输出电压达到VID代码编程的水平。这个编程技术依赖于内部上拉电流并提供电压设定。
如果需要更高的精度，则可以改用图3。用这种方法点精度主要取决于外部参考电压源。
输出电压降
输出电压“下降”或激活电压定位现在广泛应用于计算机电源应用中。这个这项技术的基础是在光照下提高转换器的电压预期可能出现负载电流阶跃的负载，图4。相反，输出电压在高负载时降低预计可能的负载下降。输出电压变化负载就像一个电阻与转换器的输出。作为反馈的一部分在一个闭环中，下垂与功率损耗，虽然，因为没有这样的电阻真正的电路，而不是通过反馈。
为了从下垂中获得最大的好处，应该对其值进行缩放电容器的ESR电压降。
如图5所示，下垂允许减小处理CPU电流所需的输出电容器瞬变。
与系统没有下垂。另外，CPU的功率耗散也略有减少，因为它与外加电压平方，甚至轻微电压下降转化为可测量的能量消耗减少。Crusoe处理器管理窗口包括瞬态规定为+5%…-2%。以适应下垂，转换器的输出电压升高~3.5%在如图6所示的空载条件。
ISEN引脚之间连接的电阻值较低MOSFET的漏极设置了下垂值。
其中，VDROOP是最大下垂的期望值CPU电流，IMAX是电感电流的峰值最大负载，RDS（ON）是一个较低的MOSFET阻抗指挥状态。转换器对负载阶跃的响应如图所示7。在零负载电流下，输出电压提高到50mV高于额定值1.35V。当负载电流增加，输出电压下降大约55毫伏。由于使用了下垂，转换器的输出电压随着负载电流的变化，允许更好的利用调节窗口。
在额定负载电流下，同步buck变换器在连续传导模式下工作。连续的传导模式在所有向上和由任一VID码指令的向下转换改变，或在从交替编程的转换过程中电压对视频编码设置电压，反之亦然。这种模式由于通过MOSFET的电压降比肖特基二极管。相反，连续传导操作负载电流低于电感临界值的结果效率较低。在这种情况下，在开关周期，电感电流方向改变向相反方向主动排出输出滤波器电容器。为了保持输出电压的调节，这个在随后的循环中，应恢复电压以增加循环电流和与之相关的损失。电感电流的临界值可以通过下面的表达式。
为了在低于临界值的负载下提高变流器的效率，变频滞回运行切换在PWM方案中实现了带二极管的仿真。切换由模式自动提供持续监测电感电流的控制电路并改变产生PWM信号的方式。同步MOSFET上的电压上MOSFET开启前的时刻是为改变模式而监视。当转换器在高于临界值的电流下工作电压始终为正，如图8、9所示。在电流低于临界值时，电压总是负的。模式控制电路使用用于确定负载电流是否为高于或低于临界值。为了防止工作模式之间的抖动，电路在它之前查找八个顺序匹配的符号信号决定执行模式更改。相同的该算法适用于CCM滞后和滞后CCM转换。
滞后操作
当检测到临界电感电流时，集成电路进入歇斯底里模式。PWM比较器及其误差在CCM模式下提供控制的放大器被禁止迟滞比较器现在被激活。改变是也做了门逻辑。在迟滞模式下同步整流MOSFET采用二极管控制仿真模式，因此在第二象限中传导是被禁止的。当输出电压低于下限当输出电压升高时终止脉冲宽度调制信号超过上限。迟滞这两个阈值决定了开关频率电感电流的峰值。过渡到当负载电流达到高于临界值的水平：
式中，∏Vhys=15mV是滞后比较器窗口，ESR是输出的等效串联电阻电容器。由于不同的控制机制转换为CCM操作的负载电流通常高于已经发生了向滞回模式的转变。滞回运行模式可由设置为低时的FCCM引脚。这个别针的存在增强控制器的适用性。图10显示了应用程序电路的示例滞回运行模式只允许在深度睡眠扩展（DSX）模式。在此模式下，CPU已停止，其电流明显低于其他操作模式。使用FCCM引脚简化了控制变频器的工作模式并增加效率。
门控制逻辑
栅极控制逻辑转换生成的PWM信号进入栅极驱动信号提供必要的放大，水平移动和穿透保护。它有助于优化集成电路在广泛的操作范围内的性能条件。因为MOSFET开关时间可以非常显著地从一种类型到另一种类型，通过输入电压，门控制逻辑通过监视实际的上、下mosfet的栅极电压。反馈回路补偿由于实现了电流模式控制，调制器单极响应频率为-1斜率由负载决定，
2型调制器补偿电路通常是足够了。减少外部组件的数量免除确定赔偿的负担来自系统设计器的组件，即PWM控制器具有内部补偿误差放大器。图11显示了2型放大器及其响应以及电流模式调制器和转换器。2型放大器，除了原点有一对零极点，导致平坦增益区频率介于零和极点之间。
该区域还与相位“bump”或“reduced”相关联相移。相移减少量取决于平坦增益区域的宽度和最大值90度。进一步简化转换器补偿，调制器增益保持独立于通过向振荡器斜坡。
零频率，放大器高频增益和选择调制器增益以满足最典型的应用。交叉频率将出现在调制器衰减等于放大器的点高频增益。系统设计器的唯一任务必须完成的是指定输出滤波电容器在十年内将负载主极放置在某处低于放大器的零频率。有这种类型的由于到零极对相位“boost”。只有当主负载杆在频率轴上的左侧放置过多由于输出滤波器电容过大。在这种情况下在10kHz…50kHz范围内的ESR零点给出一些额外的“增强”阶段。保护变频器输出受到监控和保护极端过载、短路、过电压和欠电压条件。输出持续过载会将PGOOD引脚设置为低把整个芯片锁上。控制器操作可以通过循环VCC电压或启用（EN）引脚恢复。
过电流保护
转换器使用较低的MOSFET导通电阻，RDS（开），监视电流以防输出短路。来自ISEN引脚的感应电流为与由OCSET引脚接地，
其中，IOC是期望的过电流保护阈值RCS是连接的电流感应电阻的值给伊森大头针。如果较低的MOSFET电流超过过电流阈值，脉冲跳过电路被激活。上层只要感应到电流高于阈值。这限制了直流电压源提供的电流。这种情况过电流后持续8个时钟周期比较仪首次跳闸。如果在这之后八个时钟周期电流超过过电流在另一个8时钟的时间间隔内再次设置阈值循环，过电流保护锁定并禁用。如果过流状况在第一次八个时钟周期，恢复正常运行过电流电路在16个时钟周期后自动复位首次超过过电流阈值，图12。
如果负载阶跃足够强，可以拉输出电压低于欠压阈值，芯片关闭下来。因为电流传感技术的性质，为了适应各种RDS（ON）变化，过电流阈值的值应表示过载电流约为标称值的150%…180%。如果需要精确的电流保护，电流感应与较低的MOSFET源串联的电阻器可以可选择使用。
过电压保护
如果输出电压因上MOSFET故障，或由于其他原因，过电压保护比较器将强制同步整流门驱动器高。这个动作会使输出电压并最终试图耗尽电池保险丝。一旦输出电压降到阈值，OVP比较器断开。这个OVP方案提供了一个“软”撬杆功能有助于解决严重的负载瞬变，并且不会使激活时的输出电压——OVP的常见问题有锁的计划。
过温保护
芯片集成了一个过温保护电路当模具温度为150摄氏度时关闭芯片达到。在模具温度下恢复正常操作低于125oC，全软启动循环。设计程序和部件选择准则作为初始步骤，定义工作电压范围和控制器的最小和最大负载电流。输出电感选择最小实际输出电感值是使电感电流保持在连续的边界上在最小负载下传导。行业标准实践是从某个地方选择最小电流额定电流的10%至25%。轻载时控制器能自动切换到滞回模式维持高效率的运作。下列方程式有助于选择合适的输出滤波电感值。
MOSFET的选择与考虑上下mosfet的要求如下不同的移动应用。原因是10： 1上下传导时间差由输入电压差驱动的mosfet它名义上在8V到20V之间，而标称输出电压通常低于1.5V。对较低MOSFET的要求比上面那个。这个装置的Rdson越低，传导损耗越低，转换器的效率。开关损耗和栅极驱动损耗由于零电压开关条件而重要buck转换器中此设备的固有特性。低反转体二极管的恢复电荷很重要，因为它当上部MOSFET开启。另外，重要的是验证MOSFET栅极电压高时达不到阈值dV/dt跃迁发生在相节点上。把这个最小化影响，ISL6211有一个低，0.8Ω典型下拉同步整流器驱动器的电阻。对上MOSFET Rdson的要求较低比低MOSFET严格，因为它的传导时间明显缩短，开关损耗尤其是在较高的输入电压下。它是建议具有大致相等的传导损耗在较低的MOSFET和较高的开关损耗中额定输入电压和负载电流下的MOSFET。那么转换器效率的最大值调整为最需要的操作点。同时，这也提供了最具成本效益的解决方案。mosfet功耗的精确计算是非常复杂，因为许多参数影响开启关断时间，如门反向转移电荷，门内阻，体二极管反向恢复充电，包装和布局阻抗及其随操作条件对设计器不可用。这个以下公式仅用于粗略估计功率损耗和实验板评估。注意输入mosfet中功率损耗的电压极限通常更高。
表2提供了几个典型应用。用于CPU的应用程序2和3除了Transmeta的克鲁索。
输出电容器选择输出电容器在开关电源。它和感应器一起过滤开关产生的脉冲序列提供负载瞬态电流。过滤要求是开关频率和允许的纹波电流，通常很容易满足高频转换器。负载瞬态要求是回转的函数速率（di/dt）和瞬态负载电流的大小。现代微处理器在超过10A/微秒。放置高频陶瓷电容器在处理器插槽下面，最初提供瞬态降低大容量电容器的转换率。这个大容量电容值通常由允许的ESR而不是实际的电容要求。高频去耦电容器应放置在尽可能靠近处理器电源引脚。具体请咨询处理器制造商分离需求。仅使用专门的低ESR开关调节器用电解电容器大容量电容器的应用。大容量电容器ESR将确定输出纹波电压和初始瞬变后的电压降。在大多数情况下小型电解电容器的性能优于一个大容量电容器。
布局注意事项
开关变换器，即使在正常工作时，产生可能导致大量振铃，如果布局不遵守约束。DC-DC中有两组关键组件转换器。开关电源组件处理大高速率下的能量，是噪声发生器。导致偏压和反馈函数对噪声敏感。建议使用多层印刷电路板。奉献地平面的一个实体层。奉献另一个固体层作为一个电源平面，并将这个平面分成更小的公共电压等级岛。注意所有受到高dV/dt电压的节点摆动，例如相位、齿形和齿形。全部周围的电路会把这些噪声耦合起来节点通过杂散电容。不要过大的铜连接到这些节点的跟踪。不要留下痕迹连接到与之相邻的反馈组件踪迹。不建议使用高密度在这些信号上互连系统或微通孔。这个盲孔或埋入式通孔的使用应限于仅限电流信号。正常热通孔的使用留给设计师的自由裁量权。保持从控制IC到MOSFET的布线轨迹尽可能短的门和源处理2A的峰值电流。将降低杂散电感和消除杂散电感的栅源路径门前寄生的铃声。定位小的关键部件，如软启动电容器电流感应电阻尽可能接近集成电路的各个管脚。ISL6211采用先进的封装技术会有领先的音高0.6毫米. 高性能模拟使用窄引线间距的半导体可能需要压水堆设计和制造中的特殊考虑。它对保持该区域的适当清洁至关重要围绕着这些设备。不建议使用任何类型的松香或酸芯焊料，或使用助焊剂制造或修补过程有助于腐蚀或使电迁移和/或敏感低电流信号附近的涡流。像这样的化学物质在PWB上或附近使用建议清洗并干燥整个压水舱完全在通电之前。
ISL6211 DC-DC变换器应用电路图13显示了电源的应用电路用于笔记本电脑。有关电路的详细信息，包括材料清单和电路板说明，请参见申请说明AN9989。
