fht4630デュアルチャネルdc / dc可変バックコンバータモジュール(4.5 v ~15 v入力、0.6 v ~ 1.8 v出力)

特徴

2つの18 aまたは単一の36 a出力

広い入力電圧範囲:4.5 v ~15 v

出力電圧:0.6 ~ 1.8 vの範囲で調整可能です

差動リモートサンプリングアンプ

調整可能なスイッチング周波数

外部の周波数同期を利用して

最大8相を最大144 aのamaximum電流と並列に接続することができます。

サイズ:16mm×16mm×4.32mm (lga)

       16mm×16mm×5.01mm (bga)

アプリケーション

通信・ネットワーク機器

工業設備

サーバおよび計算

fpga / asic aiとデータマイニング

記述

fht4630は、パワーコントローラ、パワーmosfet、インダクタ、その他の周辺部品を内部に内蔵したデュアルチャネル18 aまたはシングルチャネル36 a出力スイッチモードステップダウンdc-dc電圧レギュレータモジュールです。fht4630の入力電圧範囲は4.5 v ~ 15 vで、それぞれ外付け抵抗を調整することにより、0.6 v ~ 1.8 vの範囲で独立して調整可能な2つの出力またはデュアルチャネルの並列出力に対応します。fht4630は、高効率設計に基づいて、わずかな入力と出力容量でチャネル当り最大18 aの出力電流を供給できます。

fht4630は、優れた負荷レギュレーションとラインレギュレーションを備えた完全な電源ソリューションです。このデバイスは広い負荷範囲にわたって効率的に動作し、より大きな負荷電流を供給するために並列化することができます。

fht4630は、過電流保護(ocp)、過電圧保護(ovp)、低電圧保護(uvp)、過熱保護(otp)などの包括的な保護機能を備えています。パッケージサイズは16mm×16mm×4.32mm (lga)、16mm×16mm×5.01mm (bga)を用意し、外付け部品の使用を最小限に抑えています。

典型的なアプリケーション

ピン構成

ピン構成

電気的特性

注意:" limit values "にリストされている値以上の応力セクションは、デバイスに恒久的な損傷を引き起こす可能性があります。いずれにしても長期間の暴露 絶対最大定格は、デバイスの信頼性と寿命に影響を与える可能性があります

動作

fht4630は、2出力独立非絶縁dc / dc変換モジュールです。各18 aの2つの出力を提供するために、わずかな周辺部品しか必要としません。このモジュールの入力電圧範囲は4.5 v ~ 15 vで、出力電圧は外付け電圧調整抵抗を介して0.6 v ~ 1.8 vの範囲で調整することができます。

fht4630は、定周波数電流モード制御レギュレータと高速スイッチングmosfetを内蔵しています。標準スイッチング周波数は500 khzです。スイッチングノイズに敏感なアプリケーションでは、外部同期信号を介して400 khz ~ 780 khzの範囲でスイッチング周波数を調整することができます。あるいは、fset端子からグランドに抵抗を接続することによって周波数調整を行うこともできます。

電流モード制御と内部ループ・アンプにより、fht4630は幅広い出力容量値にわたって優れたループ安定性と動的性能を発揮します。

電流モード制御は、サイクル単位の電流制限および逆電流制限を提供します。出力電圧が設定値の±10%範囲を超えると、pgoodピンはローにプルダウンされます。出力電圧が設定値の10%を超えると、ローサイドmosfetをオンにして出力電圧をクランプし、ハイサイドmosfetをオフにします。

run端子の電圧を1.1 v以下に引き下げると、mosfetをシャットダウンすることによって対応するチャネルが強制的にオフ状態になります。

trackピンは、出力電圧の上昇スロープ制御と出力電圧トラッキングを実現するために使用され、出力のソフトスタートが可能です。

fht4630には、すべてのアプリケーション条件に適応できるループ補償ネットワークが内蔵されています。vfb端子からグランドに抵抗を接続することで、出力電圧を調整することができます。さらに、fht4630にはリモート検出差動アンプが内蔵されているため、1チャネルの出力電圧または並列アプリケーションの負荷ポイント電圧を正確に検出できます。

位相シフトはmode _ pllin、phasmd、およびclkoutピンによって容易に実現できます。phasmdピンをプログラミングすることによって、最大12フェーズの位相シフトを実現することができます。

mode _ pllinピンを構成することによって、スキップサイクルモードまたはヒカップ・モードを選択し、軽負荷時に高効率変換を実現することができます。この効率的な軽負荷動作モードはバッテリ駆動アプリケーションに最適で、バッテリ寿命を効果的に延長します。

swスイッチピンを使用して、モジュールの動作波形が正常であるかどうかを監視できます。rcフィルタ回路をsw端子に接続することで、高周波スイッチング波形のエッジでの高周波リンギングを効果的に低減することができます。

動作

標準アプリケーション図は、fht4630の標準アプリケーション回路を示しています。周辺機器のパラメータは、主に出力負荷電流と出力電圧によって決まります。

入力(v _ in)と出力(v _ out)の降圧比

特定の入力電圧に対して、fht4630には最大降圧比の制限があります。各チャネルの最大デューティサイクルは98ですが、入力と出力の最小電圧差がモジュールの最大デューティサイクルを制限する要因の1つです。最小オン時間ton (min)も考慮すべき問題です。一定の動作周波数でton (min) <D / fSW、 dはデューティサイクル、fswはスイッチング周波数です。トン(min)の最小値   電気的パラメータは90 nsです

出力電圧設定

PWM弁FHT4630内蔵0.6V基準電圧取り入れ、あり60.4kΩフィードバックのシンクVOUTS1とVFB1接続され、それぞれVOUTS2 ~とVFB2として扱った。ユーザーは、両方の出力チャンネルの電圧を個別に調整できます。独立した出力または並列アプリケーション中にvouts1とvouts2の少なくとも1つがフローティングである場合、出力過電圧フォルトが発生します。vfb1またはvfb2がフローティングの場合、出力電圧はデフォルトで0.6 vになります。vfb1またはvfb2とgnd間に抵抗を接続することで、出力電圧を調整することができます

vfb抵抗対出力電圧

並列アプリケーションの場合、電圧設定には同じ調整抵抗が使用されます。

入力容量

fht4630は、ac内部抵抗が低いdcソースに接続する必要があります。入力電圧フィルタを達成するために、桐木推荐添加4本22μFコンデンサ陶器の入力端子。また、47μF 100μF電解コンデンサを追加できる入力容量を増やしていくぞ!

1つのスイッチングサイクルのデューティサイクルを持つバックコンバータの場合

これは次のように推定される。

インダクタ電流のリップルを考慮しない場合、各チャネルの入力コンデンサのリップル電流は、次のように推定できます。

上記方程式では、η%は電力モジュールの効率性と試算される。大容量のメインフィルタ用コンデンサには、電解コンデンサや高分子コンデンサを使用することができます。

出力容量

fht4630は、出力電圧リップルが小さく、優れたダイナミック性能を備えています。出力リップルを最小限に抑え、出力ダイナミクスを改善するために、低esrの出力コンデンサを選択する必要があります。coutコンデンサには、タンタル、低esrポリマー、またはセラミックチップコンデンサがあります。典型的な出力容量~ 200μFと470μF(321チャネルてる。出力電圧リップルをさらに最小限に抑え、ダイナミック性能を向上させるために、設計者は必要に応じてフィルタ回路を追加することができます。

パルスバーストモード

fht4630の両方のチャネルは、モジュールの内部mosfetが断続的に動作するバースト・モードで動作するため、モジュールを大幅に削減できます#軽負荷下での39の消費電力。軽負荷時に高効率が要求されるアプリケーションでは、バーストモードを採用することができます。バーストモードをアクティブにするには、mode _ pllinピンをフローティングのままにしておく必要があります。

さらに、このモジュールは内部電流モード制御方式を採用しているため、並列構成で優れた電流共有性能を実現し、モジュール間の良好な熱バランスを実現します。

周波数選択と位相同期ループ

fht4630は、スイッチング周波数を調整することで、より高い変換効率を実現することができます。スイッチング周波数は、fset端子とsgnd(グランド)間の抵抗を変化させることによって調整できます。fSETピン出力精密電流源10μで流れる電圧を生成する電流抵抗追い込む動作周波数の調整を可能にする。または、fset端子に外部電圧を印加して動作周波数を設定することもできます。

上の図は、fset端子の電圧と動作周波数の関係を示しています。さらに、fht4630は同期を可能にします

 mode _ pllin端子にクロック信号(400 khz ~ 780 khz)を入力することで、外部信号とのスイッチング周波数と位相を実現しています。

入力クロック信号のハイレベルスレッショルドは1.6 v、ローレベルスレッショルドは1 vです。

パルススキップ変調

低出力リップルとを達成するアプリケーションで

 半負荷条件下での高効率が求められます。 

パルススキップサイクルモード(またはパルススキップ変調、psm)を採用することができます。このモードでは、軽負荷時にモジュールがスキップされたサイクル状態になることができます。これによってスイッチング損失が低減され、そのような状態での効率が向上します。mode _ pllinピンをintvccまで引き上げることによって、このモジュールはパルススキップ・サイクル・モードで動作するようにイネーブルすることができます。

強制連続導通モード

低負荷時の高効率よりも固定動作周波数が好まれ、同時に低出力リップルが望まれるアプリケーションでは、強制連続モード(fcm)を使用することができます。mode _ pllinピンをgndまで引き下げることによって、このモジュールは強制連続モードで動作するように設定することができます。このモードでは、無負荷または軽負荷状態で内部インダクタ電流が逆向きに流れるようになり、内部上部スイッチはスイッチングサイクルごとにオンになります。しかし、モジュールの起動プロセス中に強制連続モードが無効になり、強制連続モードがオンになるまで、出力電圧が通常レベルに上昇するまでインダクタ電流が逆方向に流れることが防止されます。

Multi-phase並列モード

必要な出力電流が18 aを超える場合は、2つのモジュールを並列接続することができます。さらに大きな出力電流を得るには、複数のfht4630モジュールを並列接続することができます。並列接続しても、入力電流リップルや出力電圧リップルは増加しません。また、fht4630はmode _ pllin端子を介して外部クロック信号(400 khz ~ 780 khz)に同期することができ、内部位相ロックループにより外部入力信号を内部位相にロックします。さらに、clkout信号を次のモジュールのmode _ pllinピンに接続して、周波数同期と位相インターリーブを実現することができます。phasmdピンをintvcc、sgndに構成するか、オープンのままにすることによって、120°、60°、または90°(mode _ pllinとclkoutの間)の位相シフトを実現することができます。並列モジュールのphasmdピンを異なる方法で構成することによって、最大12相インタリーブ並列を実現することができます。

fht4630との多相インタリーブ並列接続により、電源入力側と出力側の電流リップルを効果的に低減することができます。

出力電圧追跡

track端子は、コンデンサをグランドに接続して出力電圧トラッキング制御に使用します。陸上ピン定電流の年間13μをを出力している場合、外部のキャパシタを課するする。外付けコンデンサの電圧はintvccのレベルに達するまで上昇します。0.6 vの内部リファレンス電圧に達する前に、出力電圧はトラックピン上の電圧によって制御されます。リファレンス電圧に達すると、出力電圧はトラック・ピン電圧によって制御されるのではなく、内部リファレンス電圧とフィードバック電圧の差によって制御されます。この起動シーケンスまたはソフトスタートプロセスの間、電流フィードバック制御は無効になります。イネーブル・ピンの電圧(run)が1.2 vを下回ると、トラック・ピンは強制的にローにプルダウンされます。ソフトスタート時間全体は、次の式を使用して計算できます。

動作

電力いい

モジュール内部では、パワーグッド(pgood)ピンが通常状態でオープンドレイン出力として構成されます。このピンは、出力電圧が通常の安定化値の±10%以内であるかどうかを検出するために使用できます。特定の電圧(6 v以下)に外付けのプルアップ抵抗を接続することで、出力電圧を監視することができます。

ループ補償

fht4630には、すべての出力電圧に対するループ安定化補償システムが内蔵されているため、外部設計が不要です。

可能制御

fht4630のイネーブル・ピンは、標準ターンオン電圧スレッショルドが1.25 v、最大スレッショルドが1.4 vで、150 mvのヒステリシス機能を備えています。イネーブル・ピンは、対応するチャネルとintvccのアクティベーションを制御します。

入力電圧が5 vの場合、runピンを直接vinまでプルアップすることができます。入力電圧がvを超え、ピンを引きぬいて新しいべきVIN走る10万ドルを意味する10 kΩ~Ω、定電圧ダイオードvしなければならないこのピンバッジ及び地上間接続されている。多相並列アプリケーションでは、runピンを互いに接続して、単一の信号で均一に制御することができます。

INTVCCとEXTVCC

入力電圧を5 v出力に変換するリニアレギュレータを内蔵しており、モジュール内部制御回路やmosfetドライバへの電力供給を行います。この5 vの出力電圧はrun1またはrun2によって制御されます。

さらに、fht4630は、extvccピンを介して外部5 v制御電圧をモジュールに供給することができるため、電力損失を低減し、効率を向上させることができます。extvccピンの最小有効入力電圧は4.7 vで、最大で6 vです。extvcc端子を介して制御電圧を供給する場合、vinの後、vinがオフになる前にこの電圧を印加する必要があります。

リモート差動サンプリング・アンプ

fht4630は、高精度のリモート差動サンプリング・アンプで、リモートの負荷ポイントで低出力電圧を正確にサンプリングします。このリモート・サンプリングは、大電流負荷アプリケーションに特に適しています。リモート差動サンプリング・アンプは、チャネル1またはチャネル2のいずれかに使用するか、並列アプリケーションの出力電圧サンプリングに使用できます。

diffpとdiffnは出力電圧サンプリングの対応する位置に接続し、diffoutはvouts1またはvouts2のいずれかに接続する必要があることに注意することが重要です。並列アプリケーションでは、特定の構成に応じて、diffpとdiffnを出力電圧の対応する位置に接続し、diffoutをvouts1またはvouts2のいずれかに接続する必要があります。

SWピン

swピンは、主にテストと監視のために使用されます。さらに、電流ループの寄生lcパラメータによって発生するリンギングを抑制するために使用することができます。通常、rcシリーズの吸収回路がこのピンに接続され、接地されてリンギング干渉を吸収します。適切な容量値を選択することによって、高周波干渉のみが抵抗を通過して吸収されます。

PCBレイアウト

fht4630モジュールは、dc-dc変換のほとんどの機能を高度に統合し、ユーザーを作ります#39;のpcb設計は比較的簡単です。しかし、pcb設計においては、最適な電気的および熱的性能を得るために、レイアウトと配線を可能な限り最適化する必要があります。

•寄生インピーダンスと熱抵抗を最小限に抑えるために、vin、gnd、vout1、vout2には大面積の銅注入を行う必要があります。

高周波セラミックコンデンサをvin-gndおよびvout-to-gnd接続部の近くに配置し、スイッチングノイズを最小限に抑えます。

・モジュールの下面に専用の接地層を指定します。

・大電流時のビア損失を低減し、熱抵抗を低減するために、pcb上の大面積の銅注ぎを複数のビアを並列に接続します#他の層に39の最上層。

・信号グランド(sgnd)領域内に独立した銅注入設計を採用し、モジュール上の一点でgndに接続します#39; sの下側。

並列アプリケーションでは、各チャネルのvfb、vout、およびcomp端子が可能な限り緊密に接続されていることを確認してください。

アプリケーション情報

代表的な回路2相独立出力アプリケーション例

代表的な回路2相並列出力アプリケーション例

代表的な回路4相並列出力アプリケーション例

パッケージ記述

lga (16mm x 16mm x 4.32mm) 

bga (16mm×16mm×5.01mm)

はんだ付け・保管上の注意

鉛フリーbgaはんだボール製品の場合、ピーク温度は245°cを超えないようにしてください。リードベースのbgaはんだボール製品の場合、ピーク温度は225°cを超えてはなりません。

注意事项:

1.モジュールのサイズが大きいため、リフローはんだ付け用の基板の下にモジュールを置かないでください。

2.大量の製品や元の包装から取り出された製品は、デシカトル(内部の相対湿度が10%未満)に保管する必要があります。また、製品の包装がオリジナルのままである場合は、可能な限り乾燥機に保管する必要があります。

3.基板に実装する前に、ベーキング条件に厳密に従ってサンプルを乾燥させる必要があります。125°cで48時間以上ベーキングし、245°c以内にリフローはんだ付け温度を制御します。