NCP81567 6+2相输出控制器技术解析与应用指南

描述

onsemi NCP81567 6+2相输出控制器是一款双轨六相加两相降压解决方案,针对Intel IMVP9.2 CPU进行了优化。多相导轨控制系统基于双边缘脉宽调制(PWM)技术,并结合了DCR电流检测技术。这种组合可对动态负载事件做出超快的初始响应,并降低系统成本。onsemi NCP81567提供超低偏移电流监控放大器,具有可编程偏移补偿功能,用于高精度电流监控。

数据手册:*附件:onsemi NCP81567 6+2相输出控制器数据手册.pdf

特性

  • 输入电压范围:4.5 V至21 V
  • 启动预充电负载,同时避免错误OVP
  • 数字软启动斜坡
  • 可调式Vboot
  • 高阻抗差分输出电压放大器
  • 支持双VID表,以兼容IMVP9.2
  • 支持大电流扩展
  • 动态基准注入
  • 可编程输出电压转换率
  • 动态 VID 前馈
  • 每个相位差分电流检测放大器
  • 可编程自适应电压定位(AVP)
  • 开关频率范围可调
  • 数字稳定开关频率
  • 超声波操作
  • 支持声学降噪功能
  • 支持VCCIN_AUX IMON输入
  • PSYS输入监控器
  • 符合英特尔IMVP9.2规格
  • 电流模式双边缘调制,对瞬态负载作出快速初始响应
  • QFN52封装,6 mm x 6 mm
  • 湿度灵敏度(MSL)为1级
  • 无铅,符合RoHS指令

内部方框图

输出控制器

典型应用电路

输出控制器

NCP81567 6+2相输出控制器技术解析与应用指南

一、产品概述

NCP81567‌是onsemi推出的一款专门针对Intel IMVP9.2 CPU应用的双轨、6+2相降压解决方案。该控制器采用基于双沿脉宽调制(PWM)结合DCR电流检测的多相轨控制系统,为动态负载事件提供超快初始响应,同时有效降低系统成本。

核心特性

  • 输入电压范围‌:4.5V至21V
  • 支持预充电负载启动‌,避免误触发OVP
  • 数字软启动斜坡
  • 可调节Vboot电压
  • 高阻抗差分输出电压放大器
  • 双VID表支持,兼容IMVP9.2标准
  • 可编程自适应电压定位(AVP)
  • 超低偏移电流监控放大器‌,具有可编程偏移补偿功能

二、关键电气参数分析

1. 电源特性

根据数据手册的电气特性表(表6):

参数条件最小值典型值最大值单位
VCC电压范围-4.75-5.25V
静态电流PS0状态-27-mA
UVLO阈值VCC上升4.5--V
VRMP输入范围外部分压网络1/12比例4.5-21V

2. PWM性能指标

  • 开关频率范围‌:180kHz至1.17MHz(可编程)
  • PWM最小脉冲宽度‌:40ns
  • 占空比范围‌:
    • 0%占空比:COMP电压≤1.3V时PWM保持低电平
    • 100%占空比:VIN=4.5V时COMP电压≥1.75V
    • 100%占空比:VIN=21V时COMP电压≥3.4V

三、保护机制分析

1. 过电流保护(OCP)

  • 可编程总相电流限制
  • PS0模式下电流限制降低
  • 通过CSCOMP和ILIM引脚间的电阻编程

2. 输入欠压锁定(UVLO)

监控5V VCC电源和VRMP引脚电压,内部集成迟滞功能。

3. 输出过压保护

  • 正常工作期间‌:若输出电压超过DAC电压VOVP,VR_RDY标志变低
  • 启动期间‌:OVP阈值设置为绝对过压阈值,防止误触发

四、典型应用电路设计要点

1. 电源滤波设计

建议使用10μF钽电容+0.1μF陶瓷电容组合,确保稳定供电。

2. 开关频率配置

通过ROSC和ROSCA引脚的下拉电阻编程(表12):

  • 电阻10kΩ‌:对应180kHz
  • 电阻280kΩ‌:对应1170kHz

3. 温度补偿网络

  • 使用100k NTC热敏电阻(推荐Murata NCP15WF104E03RC)
  • 热敏电阻应靠近Phase 1电感放置

五、应用场景与设计建议

1. 主要应用领域

  • 台式机、笔记本和超极本计算机
  • Intel IMVP9.2兼容CPU电源管理
  • 高电流CPU/GPU供电系统

2. 设计注意事项

  1. 电源滤波‌:VCC引脚需连接去耦电容至地
  2. VRMP引脚‌:需要外部分压器设置1/12比例
  3. 电流检测‌:确保DCR值≥0.5mΩ以获得最佳电流平衡
  4. 高温环境‌:当环境温度接近100℃时需考虑散热设计

六、性能优势总结

NCP81567控制器在以下方面具有显著优势:

  1. 快速瞬态响应‌:双沿PWM调制技术
  2. 高精度电流监控‌:超低偏移放大器
  3. 系统成本优化‌:集成度高,减少外部元件
  4. 灵活性‌:支持多种相配置和工作模式
  5. 可靠性‌:全面的保护机制和宽温度范围支持
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