调了两周IMVP8电源,我把NCP81246的坑都踩明白了

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调了两周IMVP8电源,我把NCP81246的坑都踩明白了

最近手上在做第8代Intel移动平台的核心电源方案,对比了三家的IMVP8控制器,最终选了安森美的NCP81246——集成度是真的高,3路轨+内置驱动,省了我好多布板空间,前后调了两周踩了好几个隐性小坑,整理点实用干货出来给同行避避坑。

文件下载:NCP81246-D.PDF


先简单唠唠这芯片啥定位

这货就是专门为Intel IMVP8协议CPU做的专用多轨电源控制器:

  • 内置1路2相Buck控制器,专门给CPU核心Rail2供电,支持差分电压采样、DCR电流采样、AVP动态调压
  • 额外2路独立单相控制器,可以给核显、SA、IO这些Rail1/Rail3供电,用的是安森美专利的RPM控制,瞬态响应比普通COT快不少
  • 3路驱动都集成在芯片里,不需要额外挂驱动IC,封装是6x6mm QFN52,对轻薄本、mini主机这类小尺寸板卡特别友好,而且全系列无铅无卤符合RoHS。

2相核心主轨:这几个参数调不对直接炸机

2相主轨是核心供电,我最开始就是栽在这部分,几个调试重点给大家划出来:

1. DCR电流采样温漂一定要补

最开始我偷懒没加NTC补偿,满载跑10分钟电感温度升到60℃,DCR飘了20%,输出电压直接偏了8mV,CPU时不时降频。 按照datasheet的要求,电流采样滤波的时间常数必须和电感的L/DCR匹配:

公式:Fz = DCR/(2π*L) 我用的1uH电感DCR是0.8mΩ,算下来零点频率约127kHz,对应配的RC参数刚好对上,加了100k NTC贴在电感旁边之后,温漂直接压到2mV以内。 另外注意采样滤波的电阻不要超过10kΩ,不然漏电流会带来额外偏移,电流采样电阻也建议用1%精度的。

2. 过流保护电阻记得留余量

datasheet给的过流电阻公式是R_LIMIT = V(CSCOMP-CSREF)/10μA,我最开始按120%满载电流算,结果带CPU瞬时峰值负载的时候直接跳OCP锁死,后来留了150%的余量就稳了,别忘了给R_LIMIT并个1nF的小电容滤纹波,不然带重载纹波大的时候很容易误触发。

3. IOUT校准别偷懒

IOUT引脚的电压是给CPU读电流用的,要求ICC_MAX时输出2V,我最开始直接用公式算的电阻,结果CPU读出来的电流比实际小了12%,后来用电子负载拉到满载,微调了下下拉电阻(1%精度)就准了,不然CPU的功耗调度会出问题。


两个单相从轨:RPM控制是真的香,但是也有坑

这两个单相的RPM控制是真的给我惊喜,我带10A步进负载,下冲才35mV,比之前用的普通固定频率COT控制好太多,但是这几个点一定要注意:

1. 不用的通道直接关就行

如果你的项目不需要3路输出,直接把不用的那路单相的CSP脚上拉到VCC就可以关闭,不需要改其他配置,我这次只用到1路单相,直接把1b的CSP拉到5V,省了一堆外围器件。

2. 超声模式记得开

轻载的时候如果没开超声模式,开关频率会降到音频范围内,板卡会有轻微的滋滋啸叫,我一开始没注意,待机的时候坐在工位上总能听到细微的响声,翻了datasheet才发现超声模式可以把轻载频率钳在20kHz以上,改了配置之后世界都安静了。

3. Droop负载线调试很简单

要做负载线的话,直接按公式算RDRPSP的阻值就行,我要的7mΩ负载线,算出来用6.8kΩ的电阻刚好,实测负载线性度能到98%以上,不需要太复杂的调试。


保护功能踩过的坑,每一个都让我加班到半夜

1. 预充电压别太高

最开始我给输出电容预充到1.2V,启动直接触发OVP锁死,后来才看datasheet里启动阶段OVP阈值是2V,但是预充电压最好不要超过1.8V,改了预充电压之后就正常了。

2. DRON引脚别悬空

这个引脚是双向的,我最开始布板的时候没加上下拉,结果大概10片里有1片偶尔启动失败,后来加了10k上拉就全稳了,驱动欠压的时候这个引脚会被自动拉低锁死启动,还能用来做电源时序控制,挺实用的。


Layout血泪教训,这几点别省

布板的时候踩了两个大坑,给大家提个醒:

  1. 差分采样线一定要走差分对:VSP/VSN要远离开关节点和电感,我第一次布的时候VSN线挨了SW节点,输出电压纹波直接多了15mV的耦合噪声,改了走线之后纹波降到5mV以内。
  2. 驱动走线尽量短粗:HG/LG的走线要尽量短,宽度至少10mil,SW脚的铜皮要够大,我第一次走HG线走了15mm长,驱动上升沿慢了20ns,效率降了0.8%,改短到5mm以内就恢复正常了。
  3. 去耦电容别省:VCC和PVCC的去耦电容一定要放在引脚旁边,用0.1μF + 1μF的陶瓷电容,不然容易出现驱动震荡。

目前我这个方案调通之后批量测了200片,良率99.5%,效率最高能到92%,完全满足Intel的IMVP8规范要求,有正在做同平台电源的兄弟,有问题可以评论区聊,我踩过的坑帮你避~

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