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全集成高频同步降压变换器IS6608A使用攻略

一.产品指南

IS6608A作为国内首颗可为CPU供电的多相并联电源芯片,是一款全集成,兼容 PMBusTM 接口的高频同步降压变换器。其采用 4mm x 5mm FCQFN-25封装,在宽输入范围内每相可实现高达30A的输出电流,最多可支持8颗芯片并联实现峰值240A的输出电流。在大电流应用领域内,IS6608A可实现极好的电流共享和相位交错功能,可最大限度地减少现有标准外部元器件的使用。

芯片类别DC/DC降压变换器
规格型号IS6608A
输入电压3.3V-16V
输出电压0.4V-5.5V
输出电流MAX 30A
电压精度0.5%
频率400kHz,600kHz,800kHz,1MHz
并联相数MAX 8相
效率90%以上
工作温度范围-40ºC至125ºC
应用场景服务器、台式机、笔电、基站等

图1为IS6608A的基本规格信息

图2为IS6608A典型电路图

IS6608A可以根据终端的使用场景的多样化修改GUI、外围电路配置,为了更加快速便捷帮助客户完成产品设计导入,本文章将系统的阐述用户在使用IS6608A过程中常见问题及解决方案,简单明了的向广大读者介绍使用过程中的注意事项。

二.GUI使用介绍

IS6608A GUI是长工微自主研发、配套IS6608A设计的图形用户界面软件工具,可以帮助用户更加方便、快捷、直观地调试内部配置。 IS6608A GUI遵循PMBUS协议,与IS6608A之间通过一个USB-to-I²C的解码器(dongle)进行交互。IS6608A GUI 软件使用界面如下图所示:

步骤1:点击SCAN,扫描查找已经建立通讯的地址;

步骤2:选择需要通讯的地址

步骤3:选择需要操作的分类;

步骤4:在操作区中修改数据

步骤5:将修改后的数据写入芯片内;

步骤6:点击STORE,将芯片中的数据烧录入MTP中

2.2 输出电压调整

VOUT COMMAND与VOUT_SCALE_LOOP用于设置VFB电压,公式为:

VOUT COMMAND * VOUT_SCALE_LOOP=VFB

VOUT_SCALE_LOOP=VFB/VOUT=Rbottom/(Rtop+Rbottom)

例如配置Rtop=2kΩ,Rbottom=6kΩ,VOUT=0.8V的应用,其输出电压步骤如下所示:

  1. 根据Rtop=2kΩ,Rbottom=6kΩ,VOUT_SCALE_LOOP=6kΩ/(2kΩ+6kΩ)=0.75

  2. 由于VOUT=0.8V,VOUT COMMAND=0.8V

  3. 点击UPDATE,将数据写入芯片寄存器

  4. 点击Store,将寄存器数据存入MTP,此时VFB=0.8V*0.75=0.6V

    2.3 VOUT数值的读取

芯片中的VOUT电压读取实际读取数值为VFB电压,如果需要在Detection中显示正确的输出电压,需要将VOUT COMMAND与VOUT_SCALE_LOOP配置正确才可以显示正确数值。由下图所示从相位PS#引脚必须通过10kΩ电阻上拉到VCC。

举例说明Rtop=2kΩ,Rbottom=6kΩ,VOUT=0.8V的应用读取输出电压步骤如下所示:

1.根据Rtop=2kΩ,Rbottom=6kΩ,VOUT_SCALE_LOOP=6kΩ/(2kΩ+6kΩ)=0.75

2.由于VOUT=0.8V,VOUT COMMAND=0.8V

3.点击UPDATE,将数据写入芯片寄存器

4.此时点击Detection,即可在GUI上读取到正确的VOUT电压。

注意:电阻精度会影响VOUT读取的准确性。

IS6608A具备完善的保护功能,包括过流保护(OCP),负向过流保护(NOCP),过压保护(OVP),欠压锁定(UVLO)和过温保护(OTP)等其他保护机制,用来在发生故障或意外动作并造成异常时,保护芯片不被损坏。

2.4 OTP保护模式设置

OTP默认保护温度146℃,保护方式默认Latch;下图为修改步骤,保护模式可以选择Latch和Retry【包括RETRY的迟滞温度】:

2.5 OCP保护模式的设置

默认DC保护电流32.66A,保护放方式默认Latch;下图为修改步骤,保护模式可以选择Latch和Retry【包括Retry的Hiccup Time】:

2.6 OVP保护模式的设置

默认过压保护值为130%*Vref,保护方式默认Latch,下图为修改步骤,保护模式可以选择Latch和Retry【包括Retry的恢复电压和保护方式】:

共有4种响应方式可供选择,包括Latch & Hiccup和w/Vo DISC & w/o Vo DISC,区分如下:

Latch:触发过压后掉电锁死,需要手动重启;

Hiccup:当电压在过压保护后下降至OVP Recovery Level所设置电压后重新上电;

w/Vo DISC:触发过压保护后,使用Vo Discharg功能将输出电压拉低;

w/o Vo DISC:触发过压保护后,不使用Vo Discharg功能将输出电压拉低。

2.7 芯片工作频率和模式的设置

默认工作频率为800kHz,默认工作模式是FCCM,下图为功能设置的所在分类:

  1. 走线/布局建议

    IS6608A外围包含功率输入及输出/电压反馈读取/通讯地址配置/电流信息共享/驱动/同步/相位主从配置等功能引脚配置,对IC走线和元件的放置会有较高的要求。良好的外围走线/布局能有效地影响芯片的工作效率和稳定性,此外,外围电路还可以提供良好的电磁兼容性,以及降低噪声和抗干扰能力。

    值得注意的是,在没有特定的需求情况下,GUI不是用户使用IS6608A的必需品,但走线/布局是用户需重点注意的使用内容之一。走线/布局建议如下:

1.多相并联时每相ISHR引脚近端需要放3K电阻;

2.芯片正下方以及芯片VIN/GND引脚近端/覆铜尽可能放置足够数量的VIA;

3.两个VIN引脚近端放置1uF 0402小电容滤波;

4.敏感走线【如VFB-RGND/SYNC/ISHR/VC】需要避开干扰信号【如SW/BST/VIN】放置;

5.BST回路尽可能短;

6.VCC/VDRV电容尽量靠近引脚同层放置;

7.ISET/ADDR/ADDPH电阻尽可能靠近引脚放置且需要使用1%精度电阻;