O 引言
随着现代电子产品,特别是便携式电子产品在噪声、干扰及功耗方面的要求不断提高,许多新型微处理器、CPU、MCU和DSP等系统核心器件的供电电压要求越来越低,但为了能够处理更多的接口和外设数据。其电流要求则相对增大。到2007年,PC机将要求DC/DC转换器能在O.95V时提供高达200A的电流。为此,飞兆半导体公司开发出以多个模块组成的分布式电压凋节模块(VRM),其中每个模块都能提供高达每相40A的电流,且效率超过80%。本文介绍的FAN5240就是飞兆半导体公司为CPU主电源设计推出的相同步补偿式单输出PWM控制器集成电路。该芯片可通过其自身携带的5位数模转换器来对电路的输出电压进行编程设置。其主PWM输出电压的设置范围为O.925~2.0v,且可在电路的运行过程中进行设置。同时,FAN5240的效率很高,可在较宽的负载条件下获得90%以上的转换效率,即使在轻载时,也可以达到80%以上的转换效率。因此,FAN5240适合用来设计为CPU及微处理器供电的低电压、大电流、可编程输出电源。
1 FAN5240的主要特点和功能参数
1.1 主要特点
FAN5240芯片内部具有精密电压参考和一个特殊的综合补偿电路,因而可提供极好的静态噪声和主电压动态调节特性。此外,芯片内部调节器采用特殊电路设计,因而能够平衡两相电路以使其效率达到最佳。
FAN5240在启动过程中可对电路的输出电压进行监控。该芯片带有PGOOD引脚,当电路软启动完成且输出电压正常后,PGOOD脚将发出一个电源准备好信号表明整个电路正常工作,其软启动延迟时间可由PG00D引脚外一个外接电容器来决定。
FAN5240内部的过压保护(OVP)电路可有效防止电路中低端MOSFET的输出电压超过设定值,而PWM控制器中的过流保护电路则可通过交替检测低端MOSFET上的电压降来对转换器的负载情况实施监控。过流门限可通过外部电阻来设置。如果需要更加精密的过流监测,可以通过选择高精度的外部电流检测电阻来实现。
FAN5240的主要特点如下。
- 具有0.925~2.000V的CPU主电源电压输出范围;
- 带有±l%的精密过热参考;
- 可通过5位DAC来动态设置输出电压;
- 输入电压范围宽达6~24V;
- 电路中的两个通道可交替开关以使效率达到最佳;
- 能有效减小输出电容的尺寸;
- 采用远程差分电压检测技术;
- 采用电压前馈和平均电流模式控制技术,可获得极佳的动态响应;
- 具有动态占空比箝位功能,可有效减小电感电流的增入;
- 可用电流检测电阻对低端MOSFFT上的电流进行精密检测;
- 具有过压保护、过流保护和过热关断等失效保护功能;
- 带有器件使能、电源准备好、电源准备好延迟和强制PWM控制等功能;
1.2 引脚功能
FAN5240控制器共有28个引脚,如图l所示。具有QSOP28和TSSP28两种封装形式,FAN5240的引脚功能如下。
