o 引言

　　隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品，特別是便攜式電子產(chǎn)品在噪聲、干擾及功耗方面的要求不斷提高，許多新型微處理器、cpu、mcu和dsp等系統(tǒng)核心器件的供電電壓要求越來(lái)越低，但為了能夠處理更多的接口和外設(shè)數(shù)據(jù)。其電流要求則相對(duì)增大。到2007年，pc機(jī)將要求dc/dc轉(zhuǎn)換器能在o.95v時(shí)提供高達(dá)200a的電流。為此，飛兆半導(dǎo)體公司開發(fā)出以多個(gè)模塊組成的分布式電壓凋節(jié)模塊(vrm)，其中每個(gè)模塊都能提供高達(dá)每相40a的電流，且效率超過(guò)80％。本文介紹的fan5240就是飛兆半導(dǎo)體公司為cpu主電源設(shè)計(jì)推出的相同步補(bǔ)償式單輸出pwm控制器集成電路。該芯片可通過(guò)其自身攜帶的5位數(shù)模轉(zhuǎn)換器來(lái)對(duì)電路的輸出電壓進(jìn)行編程設(shè)置。其主pwm輸出電壓的設(shè)置范圍為o.925～2.0v，且可在電路的運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)，fan5240的效率很高，可在較寬的負(fù)載條件下獲得90％以上的轉(zhuǎn)換效率，即使在輕載時(shí)，也可以達(dá)到80％以上的轉(zhuǎn)換效率。因此，fan5240適合用來(lái)設(shè)計(jì)為cpu及微處理器供電的低電壓、大電流、可編程輸出電源。

　　1 fan5240的主要特點(diǎn)和功能參數(shù)

　　1.1 主要特點(diǎn)

　　fan5240芯片內(nèi)部具有精密電壓參考和一個(gè)特殊的綜合補(bǔ)償電路，因而可提供極好的靜態(tài)噪聲和主電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性。此外，芯片內(nèi)部調(diào)節(jié)器采用特殊電路設(shè)計(jì)，因而能夠平衡兩相電路以使其效率達(dá)到最佳。

　　fan5240在啟動(dòng)過(guò)程中可對(duì)電路的輸出電壓進(jìn)行監(jiān)控。該芯片帶有pgood引腳，當(dāng)電路軟啟動(dòng)完成且輸出電壓正常后，pgood腳將發(fā)出一個(gè)電源準(zhǔn)備好信號(hào)表明整個(gè)電路正常工作，其軟啟動(dòng)延遲時(shí)間可由pg00d引腳外一個(gè)外接電容器來(lái)決定。

　　fan5240內(nèi)部的過(guò)壓保護(hù)(ovp)電路可有效防止電路中低端mosfet的輸出電壓超過(guò)設(shè)定值，而pwm控制器中的過(guò)流保護(hù)電路則可通過(guò)交替檢測(cè)低端mosfet上的電壓降來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)換器的負(fù)載情況實(shí)施監(jiān)控。過(guò)流門限可通過(guò)外部電阻來(lái)設(shè)置。如果需要更加精密的過(guò)流監(jiān)測(cè)，可以通過(guò)選擇高精度的外部電流檢測(cè)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　fan5240的主要特點(diǎn)如下。

　　具有0.925～2.000v的cpu主電源電壓輸出范圍；
　　帶有±l％的精密過(guò)熱參考；
　　可通過(guò)5位dac來(lái)動(dòng)態(tài)設(shè)置輸出電壓；
　　輸入電壓范圍寬達(dá)6～24v；
　　電路中的兩個(gè)通道可交替開關(guān)以使效率達(dá)到最佳；
　　能有效減小輸出電容的尺寸；
　　采用遠(yuǎn)程差分電壓檢測(cè)技術(shù)；
　　采用電壓前饋和平均電流模式控制技術(shù)，可獲得極佳的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；
　　具有動(dòng)態(tài)占空比箝位功能，可有效減小電感電流的增入；
　　可用電流檢測(cè)電阻對(duì)低端mosfft上的電流進(jìn)行精密檢測(cè)；
　　具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)和過(guò)熱關(guān)斷等失效保護(hù)功能；
　　帶有器件使能、電源準(zhǔn)備好、電源準(zhǔn)備好延遲和強(qiáng)制pwm控制等功能；
　　
　　1.2 引腳功能

　　fan5240控制器共有28個(gè)引腳，如圖l所示。具有qsop28和tssp28兩種封裝形式，fan5240的引腳功能如下。

　　腳l，27(ldryv2，ldryl)分別為兩個(gè)通道的低邊mosfet驅(qū)動(dòng)輸入，應(yīng)分別連接到外部?jī)赏ǖ赖瓦卬溝道m(xù)osfet的門極以進(jìn)行同步操作。同時(shí)，該端與 mosfet門極之間的連線應(yīng)越短越好。
　　腳2，26(pgnd2，pgndl) 功率地，分別接兩個(gè)低端mosfet的源極。
　　腳3，25(boot2，bootl) 分別為兩個(gè)通道高邊mosfet的片內(nèi)自舉。
　　腳4，24(hdrv2，hdrvl) 分別為兩個(gè)通道的高邊mosfet驅(qū)動(dòng)輸入，應(yīng)分別連接到外部?jī)赏ǖ赖母哌卬溝道m(xù)osfet的門極。同時(shí)，該端與mosfet門極之間的連線也應(yīng)越短越好。
　　腳5，23(sw2，swl) 分別為兩個(gè)通道的開關(guān)電壓輸出端口。應(yīng)分別接到兩個(gè)通道的高邊mosfet管的源極和低邊mosfet管漏極。
　　腳6，22(isns2，isnsl) 電流檢測(cè)輸入，用于檢測(cè)電路上低端mosfet上或電流檢測(cè)電阻上的反饋電流。
　　腳7～1l (vid4～vid0) 電壓識(shí)別碼輸入引腳，可通過(guò)ttl電平或集電極開路輸入信號(hào)來(lái)對(duì)輸出電壓進(jìn)行編程。
　　腳12(fpwm) 強(qiáng)制pwm模式，該腳為高電平時(shí)，芯片將強(qiáng)制進(jìn)入同步操作模式；該腳為低電平時(shí)，器件將進(jìn)入延遲模式。
　　腳13(ilim) 限流門限設(shè)置端，設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)該端和地端的一個(gè)電阻來(lái)設(shè)置過(guò)流門限。
　　腳14(en) 芯片使能端，該腳開路或上拉到vcc可使能芯片；另外，在電路鎖定失效時(shí)，可通過(guò)觸發(fā)en端來(lái)使器件復(fù)位。
　　腳15(agnd) 模擬地，該端是整個(gè)器件的信號(hào)參考地端，電路中的所有電壓均以此腳零電平為參考。
　　腳16(delay) 電源準(zhǔn)備好或過(guò)流保護(hù)延遲設(shè)定端，在該腳和地之間接一個(gè)電容可用來(lái)設(shè)定電源準(zhǔn)備好或過(guò)電流關(guān)斷延遲時(shí)間。
　　腳17，18(vcored．vcore+) 主電壓輸出檢測(cè)端，可通過(guò)差分檢測(cè)這兩個(gè)端口的輸出電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)電源好、災(zāi)壓和過(guò)壓保護(hù)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)可在vcore+端外串接一個(gè)電阻來(lái)設(shè)定輸出電壓的檢測(cè)壓降。
　　腳19(pgood) 電源好標(biāo)志輸出，當(dāng)輸出主電壓在825mv以下時(shí)，該腳輸出低電平；當(dāng)輸出主電壓上升到875mv以上后，pgood