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FAN5091点击型号即可查看芯片规格书
特征
可编程输出，从1.10V到1.85V，步进25mV使用集成的5位DAC两个交错同步片，最大性能100nsec响应时间片间内置电流共享遥感可编程有源下垂（电压定位）200kHz至2mHz的可编程频率自适应延迟门开关集成大电流门驱动器集成电源良好、ov、uv、启用/软启动
功能
驱动N通道mosfet操作优化为5V操作轻载高效模式（E*）使用mosfet传感的过电流保护24针TSSOP包装
应用
奔腾IV的电源Athlon供电奔腾IV处理器的VRM可编程降压电源
描述
FAN5091是一种同步多片DC-DC控制器提供高精度可编程输出的集成电路所有高性能处理器的电压。两个交错内置均流的同步降压调节器片在180°异相运行以提供快速瞬态满足高电流应用所需的响应最小化外部组件。FAN5091的特点远程电压传感和可编程有源下垂对于输出电容最小的100nsec转换器瞬态响应。它集成了大电流门驱动器，具有自适应延迟门开关，无需外部驱动设备。FAN5091使用5位D/A转换器将输出电压从1.10V编程到1.85V25毫伏步进，精度为1%。FAN5091使用高集成度，以提供超过50A，5V电源，最小外部电路。这个FAN5091还提供集成功能，包括电源良好，输出启用/软启动，欠压锁定，过电压保护和可调限流每个切片上的独立电流感测。它在一个24针TSSOP包装。
应用程序信息操作:FAN5091控制器FAN5091是一种可编程同步多片DC-DC控制器IC。当围绕适当的外部组件，FAN5091可以配置为输出电流大于50A新一代大电流处理器。这个FAN5091作为固定频率的脉冲宽度调制降压调节器，在轻载时具有高效模式（E*）。主控制回路这个FAN5091由两个交错同步降压变换器组成，通过求和模式控制实现。各slice有自己的当前反馈，并且电压反馈。由FAN5091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。FAN5091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FAN5091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FAN5091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，引导引脚将直接使用12V。注意，引导和VCC引脚与芯片的内部电源和接地，旁路和agnd，用于开关噪声抗扰度。自适应延迟门驱动Fan5091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。
为了确保电流感应和电荷泵工作，风扇5091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500kHz，周期为2微秒时，低压侧至少为2微秒•10%=200nsec。在更高频率，这一次可能会降得很低以至于无效。FAN5091保证最低的低侧开启时间大约330nsec，不管这是什么工作循环对应于。电流传感FAN5091有两个独立的电流传感器，一个用于每片它是准时的。每个切片都有自己的电源接地引脚，允许切片放置在不同的位置，而不需要影响测量精度。为了获得最佳结果，必须将每个切片的pgnd和sw管脚连接为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5091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片电路各提供一半的总输出电流。两个切片之间的唯一不匹配发生在低侧mosfet的rds之间不匹配。短路电流特性FAN5091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。短路极限设置为RS电阻，如公式所示当isc达到所需的电流极限时，rt振荡器电阻和rds，在一片的低边mosfet的导通电阻。
记住要使RS足够大，包括初始公差和温度变化对mosfets的rds，开着。建议将ISC设置在高于最大工作电流的水平，以避免干扰旅行。重要提示！必须选择振荡器频率在选择电流限制电阻器之前，因为rt用于rs的计算。当检测到过电流时，高侧mosfet关闭，低边mosfet打开，它们保持在这个状态直到测量到的电流通过低边的mosfet已经返回到零安培。达到零后，风扇5091重新软启动，确保它也可以安全地变成一个短的。电流检测电路的一个限制是iscrds，on必须小于375MV。为确保正确操作，请使用ISC无线电数据系统，开度≤300毫伏；在300毫伏至375毫伏之间在短路电流中会有些非线性在方程式中说明。例如，考虑双FDP6670AL低压侧DC-DC变换器电路mosfet（25°C时rds=6.5mΩ，最大值；75°C时rds=1.2）=每片7.8MΩ，或总共3.9MΩ），RT=42.1KΩ（600kHz振荡器）和50KΩRS。在mosfet上的电压超过50kΩ/（3.9mΩ41.2kΩ6.66）的内部短路阈值之前，转换器具有正常的负载调节特性。=47A。[请注意，此电流限制水平可高达50kΩ/（3.5mΩ41.2kΩ6.66）=52A，如果mosfet具有典型的rds，开而不是最大值，并且在25°C下。]此时，内部比较器跳闸并向控制器离开低侧mosfet并保持关闭高边mosfets。电感电流减小，直到电感电流达到0A，转换器尝试重新软启动。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由FAN5092提供的电阻器。轻载效率在轻载情况下，FAN5091采用了多种技术提高效率。因为同步降压变换器两象限，能够同时提供源和汇电流，在轻负载电感电流在开关过程中会从输出端流向输入端周期。风扇5091检测到反向电流作为出现在低压侧mosfet上的正电压在它的准时。当检测到反向电流时，低边mosfet在循环的剩余时间内关闭，并且相反，电流流过高侧mosfet，将电源返回到电源。这个这项技术大大提高了轻载效率。E*-模式此外，还可以进一步提高效率将风扇5091置于E*模式。当下垂销被拉到5V旁路电压，在风扇5091完全关闭，减少一半所消耗的门电荷功率。E*-模式CAN
印刷电路板布局指南相对于FAN5091的mosfet的放置是关键的。将mosfet放置在FAN5091到FET的HIDRV和LODRV引脚门最小化。这些销上的长引线长度将由于场效应晶体管的栅电容。这种噪音辐射到整个电路板，因为它正在切换在如此高的电压和频率下，很难抑制。一般情况下，应保留所有噪声开关线路远离风扇5091的安静模拟部分。那连接到插脚8-17（Lodrv，Hidrv，pgnd和boot）应远离连接到插脚1到7和插脚18-24的记录道。将0.1μf去耦电容器放置在靠近风扇5091销尽可能。额外的引线长度降低他们抑制噪音的能力。每个电源和接地插脚都应有自己的到合适的飞机。这有助于在插脚。放置给定的mosfet、电感和肖特基切得尽可能紧密，原因与在上面的第一个子弹里。将输入大容量电容器放置为尽可能靠近高侧mosfet的排水管。此外，将一个0.1μf去耦盖正好放置在每个高边mosfet的漏极有助于抑制输入端的一些高频开关噪声直流-直流转换器。将输出大容量电容器尽可能靠近CPU可以优化他们的即时供应能力电流瞬变时负载的电流。输出电容器和CPU将允许板迹的寄生电阻降低dc-dc变换器的性能严重的负载瞬态条件，导致较高的电压偏离。有关电容器放置，参考应用公告AB-5。Fairchild提供PC板布局清单应用。申请公告AB-11。PC主板示例布局和Gerber文件一种参考设计，用于主板实现FAN5091以及PCAD布局Gerber文件和丝绸可通过您当地的Fairchild代表获得屏幕。FAN5091评估委员会Fairchild提供了一个评估委员会来验证系统风扇5091的水平性能。它是使用外部提供的组件和PCB布局。
