ISL6310点击型号即可查看芯片规格书
24V点击型号即可查看芯片规格书
ISL6310是一个集成了MOSFET驱动器。它提供精确的电压调节用于多种应用的系统，包括但不限于：，大电流低压点负载转换器，嵌入式应用和其他通用低压介质对于大电流应用。权力的整合MOSFET驱动器进入控制器IC标志着离开从独立的PWM控制器和驱动器配置以前的多阶段产品系列。通过减少外部部件的数量，此集成允许成本以及节省空间的电源管理解决方案。输出电压可使用片上DAC编程或外部精度参考。两位代码程序DAC引用4个可能值之一（0.6V、0.9V，1.2伏和1.5伏）。提供一个单位增益差分放大器用于远程电压传感，补偿任何电位远程和本地接地之间的差异。输出电压也可以通过使用单个外部电阻器。还实现了一个可选的下垂函数对于输出不太严格的应用程序可以禁用电压变化要求或不太严重阶跃载荷。ISL6310的一个独特特点是两者的结合使用DCR和无线电数据系统（开启）电流感应。负载线电压完成定位和过流保护通过连续电感DCR电流感应，同时rDS（ON）电流感应用于精确的通道电流平衡。使用两种电流采样方法每种技术的最佳优点。该控制器IC的保护功能包括完善的过电压和过电流保护。过电压导致变频器调低mosfet对输出电压上升的钳位保护负载。还提供了一个OVP输出来驱动可选的撬棍装置。设置过电流保护等级通过一个外部电阻。其他保护功能包括防止遥控器断路感应输入。这些特性结合起来提供了高级的输出负载保护。
特征
集成多相功率转换-1或2相操作
精确输出电压调节-差分遥感电压-系统精度超过温度±0.8%（参考电压=0.6V和0.9V）-系统精度超过温度±0.5%（参考电压=1.2V和1.5V）-可用于不超过2.3V的输出电压-可调参考电压偏移
精确通道均流-使用无损耗rDS（开）电流采样
可选负载线（下降）编程-采用无损耗电感DCR电流采样
可变栅极驱动偏置-5V至12V
内部或外部参考电压设置-片上可调固定DAC参考电压2位逻辑输入从4个固定参考中选择电压（0.6V、0.9V、1.2V、1.5V）-引用可以动态更改-可以使用外部电压基准
过电流保护
多层过电压保护-驱动可选撬杆装置的OVP引脚
每相可选择高达1.5MHz的工作频率
数字软启动
能够在预偏压负载下启动
提供无铅加退火（符合RoHS）
应用
大电流DDR/芯片组核心电压调节器
大电流、低压DC/DC转换器
高电流、低电压的FPGA/ASIC DC/DC转换器
绝对最大额定值
电源电压，VCC。-0.3V至+6V
电源电压，PVCC。-0.3V至+15V
绝对启动电压，VBOOT。接地-0.3V至接地+36V
相电压，V相。接地-0.3V至15V（PVCC=12）
接地-8V（<400ns，20μJ）至24V（<200ns，VBOOT-相=12V）
上栅极电压，VUGATE。V相-0.3V至VBOOT+0.3V
V相-3.5V（<100ns脉冲宽度，2μJ）至VBOOT+0.3V
低栅极电压，VLGATE。接地-0.3V至PVCC+0.3V
GND-5V（<100ns脉冲宽度，2μJ）至PVCC+0.3V
输入、输出或I/O电压。接地-0.3V至VCC+0.3V
ESD分类。一级JEDEC标准
推荐操作条件
VCC电源电压。+5V±5%
PVCC电源电压。+5V至12V±5%
环境温度（ISL6310CR、ISL6310CRZ）。0°C至70°C
环境温度（ISL6310IR，ISL6310IRZ）。-40°C至85°C
热信息
热阻θJA（℃/W）θJC（℃/W）
QFN包（注1、2）。35 5个
最高结温。150摄氏度
最高储存温度范围。-65°C至150°C
最高引线温度（焊接10s）。300摄氏度
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。
笔记：
1.θJA是在自由空气中测量的，该部件安装在具有“直接连接”特性的高效热导率测试板上。
2.对于θJC，“外壳温度”位置是包装底部外露金属垫的中心。
电气规范推荐的操作条件，除非另有规定。
电气规范推荐的操作条件，除非另有规定。（续）
注：
3.设计保证的参数量级。不是100%测试。
功能管脚说明
VCC（引脚3）为集成电路的小信号电路提供偏置电源。连接这个引脚连接到+5V电源并使用质量进行本地解耦1.0μF陶瓷电容器。
PVCC（针脚15）
MOSFET驱动器的电源引脚。这个别针可以是连接到+5V到+12V之间的任何电压，具体取决于所需的MOSFET栅极驱动电平。
接地（引脚33）
集成电路的偏置和参考接地。ENLL（针脚20）此引脚为阈值敏感（约0.66V）启用控制器的输入。保持低位，此引脚禁用控制器操作。拔得高，插脚使控制器
操作。
FS（引脚29）从FS到地的电阻将设置开关频率。参见方程式33和图24电阻计算。
2PH（引脚31）
此引脚用于在单相或两相之间进行选择操作。将此引脚连接到VCC允许2相操作。将2PH引脚连接到GND会导致控制器在
单相模式。
REF0和REF1（引脚30、21）这些引脚构成选择固定DAC的2位输入参考电压。这些引脚响应TTL逻辑门槛。ISL6310对这些输入进行解码以建立四个固定参考电压之一；见“表1”REF0和REF1输入与参考电压设置。这些销在内部被拉得很高，约为1.2V，通过40微安（通常）的内部电流源；随着REF0和REF1电压的增加，内部上拉电流减小到0接近内部上拉电压。REF0和REF1插脚与外部上拉电压兼容超过集成电路的偏压（VCC）。
VSEN和RGND（引脚8、7）
VSEN和RGND是精密差速器的输入遥感放大器，应连接到遥感器远程负载的引脚。ICOMP、ISUM和IREF（引脚10、12、13）ISUM、IREF和ICOMP是DCR当前的意义放大器的负输入、正输入和输出分别是。为了准确地检测DCR电流，连接从每个通道的相位节点到ISUM和将IREF连接到输出电感的求和点，粗略地说。并联R-C反馈电路在ISUM和ICOMP之间会产生一个电压IREF到ICOMP与感应器DCR。此电压称为下降电压并添加到差分遥感放大器的输出可选配0.001-0.01μF陶瓷电容器从IREF管脚到ISUM管脚，有助于减少布局可能引入的模式噪声。
下垂（针脚11）
此引脚启用或禁用下垂。把这个别针系在图标上固定以启用下垂。若要禁用下垂，请将此引脚连接到IREF别针。
VDIFF（引脚6）
VDIFF是差分遥感放大器的输出。这个引脚上的电压等于VSEN和RGND增加了IREF和伊坎普。因此，VDIFF表示VOUT电压加
下降电压。
FB和COMP（引脚5、4）内误差放大器的逆变输入输出分别是。FB通过外部R或R-C网络取决于所需类型补偿（II型或III型）。COMP被绑定到FB通过外部R-C网络补偿调节器
DAC（引脚32）
DAC引脚是内部DAC的直接输出。这个别针使用1-5kΩ电阻器连接到参考引脚，该引脚可以如果使用外部引用，则保持打开状态。
参考（引脚1）
REF输入引脚是误差放大器的正输入。该引脚可使用电阻器连接至DAC引脚当内部DAC电压用作参考电压。当使用外部电压基准时，它必须直接连接到REF引脚，而DAC引脚没有连接。输出电压将调节到参考引脚处的电压，除非该电压大于DAC引脚处的电压。如果在此处使用外部引用针，其大小不能超过1.75V。在参考引脚和接地之间使用一个电容器在软启动期间平滑DAC电压。
OFT（引脚2）
oft引脚提供了一种为在FB之间的电阻上产生偏移电压还有维迪夫。偏移电流通过外部电阻和精密内部电压基准。极性通过将电阻器连接到GND或VCC公司。对于无偏移，OFST销应保持未连接状态。
接触网（引脚9）
这是过电流设定引脚。从OCSET放置电阻器对于ICOMP，允许100微安的电流从该引脚流出，产生电压基准。内部电路比较OCSET的电压等于ISUM的电压，如果ISUM超过OCSET，过电流保护激活。
ISEN1，ISEN2（插脚26，16）
这些引脚用于平衡通道电流通过每个通道较低的MOSFET感应电流当它在指挥的时候。在ISEN1之间连接一个电阻器以及ISEN2引脚和它们各自的相位节点。这个电阻器设置的电流与下部的电流成比例MOSFET在其传导间隔期间。UGATE1和UGATE2（销25、17）将这些引脚连接到上mosfet的栅极上。这些引脚用于控制上mosfet为了预防射击而被监控。最大值单个通道占空比限制在66%。BOOT1和BOOT2（引脚24、18）这些引脚为上mosfet提供偏压开车。将这些引脚连接到适当选择的外部自举电容器。内部自举二极管连接到PVCC引脚提供必要的引导充电。相位1和相位2（引脚23、19）将这些引脚连接到上mosfet的电源。这些引脚是上mosfet的返回路径开车。LGATE1和LGATE2（针脚27、14）这些引脚用于控制较低的mosfet为了预防射击而被监控。连接这些钉在较低的mosfet栅极上。不使用外部串联栅极电阻器，因为这可能导致击穿。
PGOOD（引脚28）
PGOOD用于指示软启动结束。它是一种开漏逻辑输出，在软启动完成且Vout等于VID设置之前是低阻抗的。曾经正常操作PGOOD指示输出是否电压在规定的过电压和欠电压范围内。如果输出电压超过这些限制或复位事件发生（如过电流事件），PGOOD变为又是高阻抗。这个引脚的电位不应该超过VCC引脚的电位任何时候正向二极管下降
OVP（引脚22）
过电压保护引脚。当检测到过电压情况。将此pin连接到连接在车辆识别号和接地之间的可控硅或MOSFET栅极防止损坏负载装置。
操作
多相功率转换
现代低压DC/DC变换器负载电流分布已经转变到多相功率转换的优点是不可忽视的。这个生产既经济又热的单相变流器的技术挑战可行的方法迫使我们改变节约成本的方法多相。ISL6310控制器有助于简化通过集成重要功能和要求来实现最小的外部组件。第2页的框图提供多相功率转换的顶层视图使用ISL6310控制器。
基于ISL6310的每个信道的切换转换器与其他频道。因此，两相转换器具有组合纹波频率是其中一个的两倍阶段。除此之外组合电感电流按比例减小（方程式1和2）。纹波频率增加，纹波幅度降低通常转换为较低的每通道电感和一组给定性能的较低总输出电容规格。图1说明了输出纹波频率。双通道电流（IL1和IL2），合并形成交流纹波电流和直流负载当前。波纹分量的波纹是每个通道电流的频率。
为了了解波纹电流振幅在多相电路，检查表示单个通道峰-峰电感电流。
在等式1中，VIN和VOUT是输入和输出电压，L为单通道电感值，FSW是开关频率。输出电容器传导电感电流。在多相转换器的情况下电容电流是每个个别频道的。将方程式1与求和后峰间电流的表达式N对称相移电感电流方程2。峰间纹波电流减小与通道数成比例的量。输出电压纹波是电容、电容的函数等效串联电阻（ESR）和电感纹波当前。降低电感纹波电流允许设计师使用较少或较便宜的输出电容器。
交错的另一个好处是减少输入纹波当前。输入电容部分由最大输入纹波电流。多相拓扑可以通过降低输入纹波提高整体系统成本和规模使设计师能够降低投入成本电容。图2中的示例演示了输入两相变流器的电流总输入纹波电流。
标题为“输入电容器”一节中的图25和26选择可用于确定输入电容器RMS基于负载电流、占空比和频道。在确定最佳输入电容解决方案。脉宽调制操作每个变流器支路的定时由活动频道。ISL6310的默认通道设置是两个。一个开关周期被定义为内部PWM1脉冲终止信号。脉搏终止信号是内部产生的时钟信号这触发了PWM1的下降沿。的循环时间脉冲终止信号与开关相反由FS引脚和之间的电阻器设置的频率地面。当时钟信号指令时，每个周期开始PWM1变低。PWM1转换表示内部关闭通道1上部的通道1 MOSFET驱动器并打开通道1同步MOSFET。在默认信道配置中，PWM2脉冲在PWM1脉冲后终止一个周期的1/2。ISL6310的一个开关周期被定义为在连续的脉宽调制脉冲终端之间（关闭沟道上的上MOSFET）。每次循环开始于开关时钟信号命令上MOSFET离开。另一个通道的上MOSFET传导是在一个周期的1/2之后终止。一旦一个脉宽调制脉冲转换低，它将保持低最少1/3个周期。强制关闭时间要求确保电流样本准确。电流感应是在下一节中描述。在强制关闭时间之后到期时，将启用脉宽调制输出。脉宽调制输出状态由误差放大器输出信号的位置驱动，VCOMP，减去相对于锯齿形坡道如图3所示。当修改VCOMP电压穿过锯齿形斜坡，PWM输出高度转换。内部MOSFET驱动器检测到改变脉宽调制信号的状态并关闭同步MOSFET和打开上MOSFET。脉冲终止前，脉冲宽度调制信号将保持高电平信号通过触发脉宽调制信号低。单相运行可通过连接2PH选择接地。
通道电流平衡
多相操作的一个重要优点是通过将散热分配到多个设备和更大的区域。通过这样做设计师避免了驱动并行mosfet和使用昂贵的散热器和奇异的磁性材料的费用材料。为了实现热优势，重要的是多相转换器中的每个通道都被控制为在任何负载水平下都能携带相同数量的电流。到达到这个目的，通过每个通道的电流必须每个开关周期取样。采样电流，In，从每一个激活的通道中求和并划分按活动通道数。结果循环平均电流，IAVG，提供在每次开关期间转换器上总负载电流需求的测量循环。通道电流平衡是通过比较各通道采样电流至周期平均值电流，并对每个通道进行适当调整基于误差的脉冲宽度。Intersil的专利电流平衡法如图3所示，有误差表示信道1的校正。在图中，循环将平均电流IAVG与信道1进行比较示例I1，用于创建错误信号IER。滤波后的误差信号改变脉冲宽度由VCOMP命令纠正任何不平衡和力更接近于零。错误信号的同一方法校正应用于每个活动通道。
电流采样
为了实现适当的电流平衡每个通道必须在每个切换周期进行采样。这个在脉冲宽度调制之后，在强制关闭时间内进行采样低转换。在此期间，电流检测放大器使用ISEN输入再现与电感电流，IL。伊森，感觉到的电流电感电流的缩放版本。示例窗口完全打开开关周期的1/6，tSW，在脉宽调制转换低。然后示例窗口保持打开状态开关周期的剩余部分，直到脉宽调制转换到高电平同样，如图4所示。采样电流在采样结束时为与电感电流成比例，并保持到下一个切换周期样本。采样电流仅用于用于通道电流平衡。
ISL6310支持MOSFET rDS（ON）电流感应采样每个通道的电流以实现通道电流平衡。图5所示的内部电路表示通道n通道转换器的n。这个电路重复了转换器中的每个通道，但可能未激活根据2PH引脚的状态，如脉冲宽度调制操作部分。
ISL6310通过采样感应信道负载电流下MOSFET rDS（ON）上的电压，如图5。一个接地参考运算放大器，内部连接到ISL6310，通过电阻，上升。上升的电压相当于下MOSFET的rDS（ON）上的电压降当它在指挥的时候。产生的电流进入ISEN引脚与通道电流成正比。伊森海流是按照当前采样中的描述进行采样和保持章节。从图5中可以看出，In的以下公式是其中IL是通道电流。
输出电压设定ISL6310使用数模转换器（DAC）来根据以下位置的逻辑信号生成参考电压REF0和REF1管脚。DAC解码2位逻辑信号进入表1所示的一个离散电压。每个REF0和REF1引脚被拉到内部1.2V弱电源电压（40微安电流，降低至0，因为REF0、REF1引脚的电压从0至内部1.2V上拉电压）。外部上拉电阻器或者有源高输出级可以增大上拉电流电源，最高电压为5V。DAC引脚必须通过1-5kΩ电阻器和滤波器连接到参考引脚电容器（0.022μF）连接在REF和GND之间。ISL6310可适应外部电压的使用如果输出电压不同，则参考连接到参考引脚是必需的。DAC电压必须至少设置为外部参照。误差放大器内部非垂直输入是参考或（DAC+300mV）的较低值。设置输出电压的第三种方法是使用输出端（VOUT）的电阻分压器（RP1，RS1）设置输出电压电平，如图6。这种方法对产生高达2.3V（参考电压设为1.5V）。在这种情况下，可按如下方式获得输出电压：
建议选择电阻值小于500Ω，用于RS1和RP1电阻器，以获得更好的输出电压直流精度。
电压调节
为了将输出电压调节到规定的水平ISL6310使用集成补偿网络，如图6。这个补偿网络确保输出电压的状态误差仅限于参考电压（DAC输出或外部电压基准）和OFS电流的偏移误差源，远程传感和误差放大器。Intersil指定ISL6310的保证公差包括这些元件的组合公差，除非使用外部基准或分压器，然后必须考虑这些部件的公差。
ISL6310包含一个内部差分遥控器反馈路径中的感测放大器。放大器移除测量输出时遇到的电压误差相对于控制器接地参考点的电压，从而得到更精确的感应输出电压的方法。将负载的输出检测引脚连接到非反转输入，VSEN，和反向输入，RGND，遥控器放大器。下降电压VDROOP也输入遥控放大器。远程感应输出，VDIFF，是因此等于输出电压VOUT和下降电压。VDIFF连接到通过外部电阻的误差放大器。误差放大器VCOMP的输出与产生脉冲宽度调制信号的锯齿波。脉冲宽度调制信号控制内部MOSFET驱动器的定时调节变换器输出，使FB处的电压为等于参考电压。这将调节输出电压等于方程式5。内外控制电压调节的电路如图6。
负载线（下降）调节在某些大电流应用中，对施加精确控制的输出阻抗。这个输出电压与负载电流的关系通常是称为“下垂”或“负载线”调节。下垂是ISL6310中的一个可选功能。可能是如图所示，通过将ICOMP引脚连接到下垂引脚来启用在图6中。要禁用它，请将下垂引脚连接到IREF别针。如图6所示，电压VDROOP与所有活动通道中的总电流，输入差分遥感放大器。产生的电压遥控放大器的输出是输出电压和下降电压。如等式5所示，将此电压输入补偿网络会导致调节器调整输出电压使其等于参考电压减去下降电压。下垂电压VDROOP是通过感应通过输出电感的电流。这就完成了采用连续直流电阻电流传感方法。电感绕组具有分布的特性电阻或DCR（直流电阻）。为了简单地说，电感DCR被认为是一个独立的集中数量，如图7所示。通道电流，IL流过感应器，通过DCR。方程6显示了s域等效电压，VL，穿过感应器。
电感器DCR很重要，因为电压下降它与通道电流成正比。通过使用简单的R-C网络和电流检测放大器，如图所示在图7中，所有电感DCR的电压降可以提取。电流检测放大器的输出，VDROOP，可以显示为与通道成比例电流IL1和IL2，如等式7所示。如果选择了R-C网络组件，则R-C时间常数与电感L/DCR时间匹配常数，则VDROOP等于电压之和通过单个DCR下降，乘以增益。作为公式8显示，VDROOP因此与总输出电流，IOUT。
通过简单地调整RS的值，可以设置负载线在任何水平上，使转换器在所有负载电流。可能还需要补偿温度引起的DCR变化。这些变化使负载线倾斜，并导致R-C时间常数与L/DCR时间常数不匹配。如果这个变成一个问题一个简单的负温度系数电阻网络可以用来代替RCOMP补偿由于温度。输出电压偏移编程ISL6310允许设计者精确地调整通过从OFS连接电阻ROFS来补偿电压插脚到VCC或GND。当ROFS连接到OFS之间时和VCC，它的电压被调节到1.5V使比例电流（IOFS）流入OFS引脚从FB管脚里出来。如果ROFS接地，则通过它的电压被调节到0.5V，IOF流入FB管脚和OFS管脚。偏移电流通过VDIFF和FB之间的电阻将产生所需偏移电压等于乘积（IOFS xR1）。这些功能如图8和9所示。一旦确定了所需的输出偏移电压，使用以下公式设置ROF：对于正偏移（将ROFS连接到GND）
