ISL62883/ISL62883B：IMVP - 6.5™移动CPU多相PWM调节器的深度解析

在电子设计领域，电源管理一直是至关重要的环节。对于移动CPU的电源供应，需要高性能、高效率且稳定的调节器。ISL62883和ISL62883B多相PWM调节器就是这样的优秀解决方案，下面我们就来详细了解一下。

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产品概述

ISL62883是一款用于微处理器核心电源的多相PWM降压调节器，适用于IMVP - 6.5™移动CPU。它采用交错相位技术，可降低总输出电压纹波，每个相位承担部分总负载电流，进而带来更好的系统性能、出色的热管理、更低的组件成本、减少的功耗以及更小的实现面积。

它集成了两个栅极驱动器，并搭配一个外部栅极驱动器，从而提供完整的解决方案。其PWM调制器基于Intersil的Robust Ripple Regulator (R3) technology™，与传统调制器相比，R3™调制器在负载瞬变期间可命令可变开关频率，实现更快的瞬态响应，且在轻载时降低开关频率，提高调节器效率。

ISL62883B功能与ISL62883相同，只是封装不同。

关键特性

精准电压调节

具有0.5%的系统过温精度和增强的负载线精度，能为微处理器提供稳定的核心电压。

灵活的电压识别

支持7位VID输入，电压范围从0.300V到1.500V，步长为12.5mV，还支持动态VID更改。

多样的电流感测方法

支持无损电感DCR电流感测和精密电阻电流感测，可根据实际需求灵活选择。

优秀的抗干扰与瞬态响应

具备出色的噪声抗扰性和瞬态响应能力，确保系统在各种工况下稳定运行。

全面的监测功能

提供电流监测和热监测功能，方便工程师实时掌握系统状态。

高效的全负载范围性能

在整个负载范围内都能保持较高的效率，降低功耗。

可编程的相数配置

支持1、2或3相操作，可根据不同的应用场景进行灵活配置。

其他特性

包括自适应体二极管导通时间减少、用户可选的过冲减少功能等，进一步提升系统性能。

引脚配置与功能

ISL62883和ISL62883B有其特定的引脚配置和功能。例如，GND为IC的信号公共端；PGOOD为电源良好的开漏输出，指示调节器何时能够提供稳压；PSI#为低负载电流指示输入等。每个引脚都有其独特的作用，工程师在设计时需要根据需求合理连接和使用这些引脚。

工作原理

多相R3™调制器

ISL62883采用Intersil专利的R3™调制器，结合了固定频率PWM和滞环PWM的优点，同时消除了它们的许多缺点。在IC内部，调制器利用主时钟电路为从电路生成时钟信号。主时钟信号根据相数配置分配到各个相位，各从电路有自己的纹波电容，其电压模拟电感纹波电流。这种设计使得ISL62883在稳态和动态操作中都能实现出色的电流平衡。

二极管仿真和周期拉伸

ISL62883可在二极管仿真（DE）模式下工作，以提高轻载效率。在DE模式下，低侧MOSFET在电流从源极流向漏极时导通，防止反向电流，模拟二极管的行为。当负载电流较轻时，调节器进入不连续传导模式（DCM），通过周期拉伸减少开关频率，进一步提高轻载效率。

启动时序

当控制器的VDD电压高于POR阈值，且VR_ON超过3.3V逻辑高阈值时，启动序列开始。ISL62883采用数字软启动，以约2.5mV/µs的速率将DAC斜坡上升到1.1V的启动电压。当输出电压在13个PWM周期内达到启动电压的10%时，CLK_EN#被拉低，DAC以5mV/µs的速率上升到VID引脚设置的电压，约7ms后PGOOD被置高。

保护功能

过流保护

通过比较下垂电流Idroop的平均值与内部电流源阈值来确定过流保护（OCP）。当Idroop超过阈值120µs时，宣布OCP。可通过COMP引脚到GND的电阻Rcomp设置OCP电流源阈值。

电流平衡保护

通过监测ISEN引脚电压来确定电流平衡保护。如果ISEN引脚电压差在1ms内大于9mV，控制器将宣布故障并锁定。

欠压保护

如果输出电压比VID设置值低300mV或更多，持续1ms，ISL62883将宣布欠压（UV）故障并锁定。

过压保护

有两级过压保护。第一级，如果输出电压超过VID设置值200mV，持续1ms，ISL62883将宣布故障并使PGOOD失效；第二级，如果输出电压超过1.55V，立即宣布OV故障，使PGOOD失效，并开启低侧功率MOSFET，直到输出电压降至0.85V以下。

过热保护

当NTC引脚电压低于1.18V的过热阈值时，VR_TT#引脚被拉低，指示系统需要进行热节流。

关键组件选择

RBIAS电阻

使用从RBIAS引脚到GND的电阻（建议公差为1%或更好）来建立IC内部的高精度参考电流源。使用RBIAS = 47kΩ可启用过冲减少功能，使用RBIAS = 147kΩ可禁用该功能。

R - C网络

ISL62883需要在ISUM+和ISUM - 引脚之间使用Ris - Cis网络来稳定下垂放大器，推荐值为Ris = 82.5Ω，Cis = 0.01µF。

电感DCR电流感测网络

对于电感DCR电流感测，需要合理选择Rsum、Rntcs、Rp和Rntc等参数，以确保VCn能代表电感总直流电流，并通过调整Cn的值来匹配电感时间常数，实现良好的瞬态响应。

电阻电流感测网络

在电阻电流感测网络中，每个电感都有一个串联的电流感测电阻Rsen，Rsum和Cn形成滤波器用于噪声衰减，推荐值为Rsum = 1kΩ，Cn = 5600pF。

布局指南

在PCB布局时，需要考虑各个引脚的布局要求。例如，EP GND需要创建模拟接地平面，避免功率接地平面与模拟接地平面重叠；NTC热敏电阻需要放置在靠近被监测的热源处；电流感测电路需要靠近控制器等。合理的布局可以减少干扰，提高系统的稳定性和性能。

典型性能

文档中给出了ISL62883在不同相数配置、不同输入电压和负载电流下的效率和负载线性能曲线，以及软启动、关机、CLK_EN#延迟等测试波形。这些数据可以帮助工程师更好地了解该调节器在实际应用中的表现，为设计提供参考。

ISL62883和ISL62883B多相PWM调节器具有丰富的功能和出色的性能，在移动CPU电源管理领域具有广泛的应用前景。工程师在设计时需要根据具体需求，合理选择组件、配置参数和进行布局，以充分发挥其优势，实现高效、稳定的电源供应。你在使用这款调节器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。