FAN5092 大电流系统电压buck变换器

元器件信息   2022-11-23 10:46   159   0  

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功能特色

输出电压从1.1V到5V集成大电流门驱动器每个IC最多有两个交错同步相位性能多达4相电力系统相位之间和集成电路之间的内置电流共享集成电路之间的频率和相位同步远程感应和可编程主动下垂高精度电压基准高速瞬态响应200kHz至2mHz的可编程频率自适应延迟门开关集成电源良好、ov、uv、启用/软启动

功能

驱动N通道mosfet操作优化为12V轻载高效模式使用mosfet传感的过电流保护28针TSSOP包装应用:逻辑电源模块化电源

描述

FAN5092是同步多片DC-DC提供高精度的控制器IC,所有大电流的可编程输出电压应用。双交错同步降压调节器内置均流的相位在提供所需快速瞬态响应的相位大电流应用,同时最小化外部组件。FAN5092S可在维护时并联频率和相位同步并确保大功率系统中的均流。FAN5092具有远程电压感应,可编程激活降速与最优变换器的超前响应最小输出电容的瞬态响应。它有具有自适应延迟门的集成大电流门驱动器切换,不需要外部驱动设备。这使得在开关频率高达4MHz,用于超高密度。输出电压可以设置为1.1V到5V准确度为0.5%。FAN5092使用集成以从A输出超过150A的负载电流最小外部电路的12V电源。FAN5092还提供集成功能,包括电源良好,输出启用/软启动、欠压锁定、过压保护和电流限制每个切片上的当前感测。

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应用程序信息操作:FAN5092控制器FAN5092是可编程同步多相DC-DC控制器IC。它可以作为单个控制器运行,并且然后,第二个风扇5092可以模块化地并联更高的电流。当围绕适当的外部组件,FAN5092可以配置为输出电流大于120A。FAN5092作为一个固定频率的pwm降压调节器,在轻载时采用高效模式(E*)。主控制回路参见第7页的FAN5092方框图。这个fan5092由两个交错同步buck组成转换器,通过求和模式控制实现。各相位有自己的电流反馈,并且电压反馈。由FAN5092控制的两个降压转换器交错,也就是说,它们与每个其他。这将使rms输入纹波电流最小化,使所需的输入电容器数量最小化。它也使有效开关频率加倍,提高瞬态响应。FAN5092实现“求和模式控制”,它不同于传统的电压模式和电流模式控制。它的性能优于允许在广泛的输出负载和外部组件。调节器的控制回路包括两个主要部分:模拟控制块和数字控制块。这个模拟部分由信号调节放大器组成输入比较器,比较器为数字控制块。信号调节部分接受电流传感器和电压传感器的输入电压传感器对两片都是共用的,电流各传感器分开。电压传感器放大VFB信号和参考电压之间的差异从DAC并将输出分别呈现给比较器。每个切片的当前控制路径采用当低端mosfet开启时,其pgnd和sw管脚之间的差异,通过mosfet以及由此产生的输入电流信号到其加法放大器的同一输入端给电压放大器的信号有一定的增益。这些因此,两个信号相加。然后将该和呈现给一个观察振荡器斜坡的比较器,该斜坡向数字控制提供主脉冲宽度调制控制信号块。振荡器斜坡与每个另一个,以便两片片交替打开。数字控制块接受模拟比较器输入向HDRV和LDRV提供适当的脉冲每个切片的输出管脚。这些输出控制外部功率mosfet。

远程电压检测FAN5092具有真正的远程电压检测能力,消除了由于跟踪电阻引起的误差。利用遥感,vfb和agnd管脚应连接为开尔文跟踪对到调整点,如处理器插脚。转换器将电压保持在那一点。这些场地的布局需要小心;见此数据表中的布局指南。大电流输出驱动器FAN5092包含四个高电流输出驱动器在推拉配置中使用mosfet。司机对于高端mosfet,使用引导引脚输入电源和用于返回的开关引脚。低边车手mosfet使用vcc管脚作为输入功率和pgnd回位销。通常情况下,引导销将使用电荷泵注意引导和VCC引脚与芯片的内部电源和接地分离,旁路和agnd,用于开关抗噪声。自适应延迟门驱动FAN5092采用了先进的设计,确保消除时的最小mosfet转换时间穿过水流。它能感觉到mosfet的状态并自适应调整门驱动器以确保从不同时打开。当高边mosfet转动时关,电源上的电压开始下降。当电压这里达到大约2.5伏,低边mosfet栅极驱动采用大约50nsec的延迟。什么时候?低压侧mosfet关闭,ldrv引脚处的电压感觉到了。当电压降到约2V以下时,采用高侧mosfet的栅极驱动。最大占空比为了确保电流感应和电荷泵工作,风扇5092保证低压侧mosfet将在每个周期的特定部分。为低频率,最大占空比约为90%。因此,在250kHz、4微秒周期下,低压侧至少为4微秒8226;10%=400毫微秒。在更高频率,这一次可能会降得很低以至于无效。

FAN5092保证最低低侧开启时间大约330nsec,不管这是什么工作循环对应于。电流传感器连接每个相位的pgnd和sw引脚开尔文迹对直接到源极和漏极,分别是适当的低边mosfet。需要小心在这些场地的布局中;请参阅这个数据表。电流共享风扇5092的两个独立电流传感器工作独立的电流控制回路保证这两个阶段各提供一半的总输出电流。只有当低边mosfet的rds不匹配。正常使用时,两台FAN5092S并联运行。通过将ISHR引脚连接在一起,两个集成电路将被迫以完全相同的工作方式工作循环,从而确保所有四个阶段。短路电流特性FAN5092短路电流特性包括保护DC-DC转换器免受损坏的功能发生短路的事件。短路极限由公式每相。精密电流传感与使用mosfet电流相关的公差使用电流感测可以避开感测电阻器。E*-模式通过将风扇5092进入E*模式。当下垂销被拉到5V旁路电压,风扇5092的“A”相为完全关闭,门的数量减少一半充电功率消耗。E*-模式可以所示的电路实现

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内部电压基准fan5092中包含的基准是一个精确的带隙电压基准。它的内部电阻是精确的修剪以提供接近零的温度系数(tc)。基于该参考是集成5位的输出数模转换器。DAC监控5个电压识别引脚,VID0-4,将参考电压从1.100V调整到1.850V,步进25mV。旁路参考fan5092的内部逻辑运行在5v上。集成电路仅在12V下运行,内部产生5V线性调节器,其输出在旁路引脚上。应使用1μf电容器绕过该引脚以消除噪音压制。旁路销不应具有任何外部附加到它的负载。动态电压调整FAN5092在其视频线上有内部上拉。外部的不应使用引体向上。风扇5092可以输出动态调整电压以适应低功率模式。设计器必须确保视频线同时出现(小于500nsec)以避免产生不希望的输出电压的错误代码。power good标志跟踪vid代码,但有一个从高到低的500微秒延迟;这很长足以确保在动态电压调整。功率良好(pwrgd)FAN5092电源良好功能的设计符合奔腾IV DC-DC转换器规范并在VFB引脚上提供一个连续的电压监视器。电路将vfb信号与vref电压进行比较并向CPU输出一个有效的低中断信号电源电压偏差超过其标称设定值。输出保证集电极开路电源电压在+8%/-18%范围内时高其标称设定值。权力好的旗帜提供不风扇5092的控制功能。输出启用/软启动(启用/SS)FAN5092将接受开路集电极/TTL信号控制输出电压。低状态禁用输出电压。禁用时,pwrgd输出在低状态。即使电路中不需要启用,此引脚应该连接一个电容器(通常是100nF)来软启动开关。软启动电容器可通过以下公式近似选择输入滤波器dc-dc转换器的设计可以包括输入电感在系统主电源和转换器输入之间。这个电感器用来隔离主电感器由DC-DC开关部分的噪声供电转换器,并在通电期间限制输入电容器的浪涌电流。建议值为1.3μh。有必要在输入端安装一些低esr电容器到转换器。当高侧mosfet开关打开。因为交错,所需的电容器数量大大减少从单片buck转换器所需的。显示3 x 1000微F,但所需的确切数量会有所不同输出电压和电流,根据公式对于四片风扇5092,其中dc是占空比,DC=VOUT/车辆识别号。电容器纹波电流额定值是一个函数温度,因此应联系制造商找出预期工作温度下的纹波电流额定值。有关输入滤波器设计的详细信息。



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