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三路输出,IS6630A/C/D赋能DDR供电一体化

作者:时间:2022-12-07

近年来云计算、远程服务等新业态带来的存储和数据传输需求不断上行。SDRAM作为 DRAM 的升级,正朝着更高外部数据传输率、更先进地址/命令与控制总线拓朴架构的方向发展。


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  为保证SDRAM达到更高的传输速率,稳定且高效的电源供给是必不可少的一环。在如今产品开发中对电源芯片有着越来越严格的要求:更高的稳定性、更低的功耗、更小的空间要求、至少需要2路电源进行供电。


以DDR4为例,其需要3路电源进行供电:VDDQ(1.2V)所需电流较大,VTT(0.6V)和VPP(2.5V)所需电流较小。传统电源方案通常是使用一个BUCK线路,两个LDO线路来进行供电,但这种供电方案有着明显的劣势:占用空间大、所需芯片及外围器件多。


DDR供电一体化电源解决方案


  针对这一市场需求,长工微电子自主研发推出IS6630A/C/D——最高带载10A的全开关模式转换器,内含固定LDO输出,可支持全集成DDR供电方案。该电源方案将上述提及的DDR三路电源供电的需求高度集成到一颗3mm * 3mm * 0.85mm QFN封装的芯片上,占用极少空间的情况下实现DDR供电的一体化电源解决方案。


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左为IS6630A评估板,右为芯片3D示意图


  以IS6630A为例,由于其内部同时集成一路BUCK(VDDQ)、两路LDO(VTT,VPP)及缓冲低噪声参考输出(VTTREF)电源通道,可分别为DDR4/DDR3/DDR3L提供高功率密度的一体化电源解决方案,即只需一颗IS6630A就可满足DDR4所需的3路电源及DDR3/DDR3L所需的2路电源。与此同时,这三路电源的输出端都只需要少量的陶瓷电容作为输出电容,进一步节省了PCB板上空间及所需的器件,达到超紧凑的电路板设计。


IS6630A仅需提供VIN、VPPIN、VCC三路电源及使能信号EN1、EN2即可正常工作。其中BUCK变换器VDDQ可在VIN为4.5V~22V、输出电压VDDQ为0.6V~3.3V范围内提供高达10A的连续电流,具备极高的功率密度;VPPIN为VPP LDO的输入电压,输入支持2.6V~3.3V,输出固定为2.5V,该LDO输出端只需一颗22uF的陶瓷电容即可提供1A的持续电流;而VTT LDO的输入电压为BUCK变换器的输出VDDQ,VTTREF(缓冲低噪声参考输出)可为VTT准确追踪VDDQ/2值,使其输出电压固定为VDDQ/2,其输出端也只需一颗22uF的陶瓷电容即可吸收或提供1A的持续电流。


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图4 IS6630A的典型应用电路图 


  与IS6630A类似,IS6630C,IS6630D内部集成三路电源,分别可为LPDDR5、LPDDR4X提供高功率密度的一体化电源解决方案。


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图5 IS6630A/C/D 具体应用分类及所需电压表



快速瞬态响应及高精度电压

   IS6630A/C/D以超小的体积成功实现三路输出电压的同时具备优秀的性能。其BUCK变换器采用长工微专利TCOTTM控制模式,在宽输入电压范围内,支持仅有少量陶瓷电容作为输出电容的情况下,实现快速瞬态响应;同时,出色的负载、线性调整率使其在不同的负载电流、输入电压下,输出电压精度高达±1%;


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图6 IS6630A/C/D的瞬态调节示意图


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图7 IS6630A/C/D的负载调整曲线图


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图8 IS6630A/C/D的线性调整曲线图



高效率,低功耗


得益于MOS管低导通电阻及驱动电路的技术优化,IS6630A/C/D在VIN=12V,VOUT=1.2V条件下,效率可高达92%。轻载条件下,芯片固定为DCM模式,即断续导通模式,进一步降低芯片的功耗,提高芯片整体工作效率。但在DCM模式下,芯片开关频率在人耳听觉范围内,能量较高时会产生可听噪声。针对这一情况,本系列芯片采用基于DCM模式下的USM模式,即超声波模式。与DCM模式相比,芯片在该模式工作时,一个周期内可多开启一次下管,提高开关频率使其超出人耳听觉范围,效率并不会因此而明显降低。


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图 9  IS6630A/C/D的效率曲线示意图


作为全集成DDR供电一体化电源解决方案,IS6630A/C/D主要应用于高数据传输率/宽输出电压范围的笔电、数据中心等行业,兼顾高效率、高性能、的同时具备更小的应用体积,可匹配主流市场需求,积极赋能DDR产业发展。


联系邮箱sales@innovisionsemi.com    

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