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风扇5233 移动PC系统电子调节器

时间:2019-12-20, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

韩漫官网未删 www.st531.cn 特征

5.4V至24V输入电压范围

五个调节输出:5V@5A(脉宽调制)3.3V@5A(脉宽调制)5V@50mA始终开启(线性)12伏/可调@120毫安升压(脉宽调制)

>96%的效率

轻载滞回模式

正常负载的脉宽调制模式

主调节器开关失相

300kHz固定频率开关

RDS(开)电流感应过电流

减少物料清单;最大效率

用于精密过电流的可选电流感测电阻器发现

所有电压的功率良好信号

输入欠压锁定(UVLO)

热关机

符合ACPI

24针TSSOP

应用

笔记本电脑

网络平板电脑

电池供电仪表

说明

FAN5233是一款高效、高精度的笔记本电脑等多输出电压调节器类似的电池供电应用。它集成了三个脉冲宽度调制开关调节器控制器和一个线性调节器,用于将5.4V转换为24V笔记本电池电源输入电路使用的电压围绕在这些系统中的微处理器。FAN5233中的两个主PWM控制器使用同步模式整流,提供3.3V和5V at每个超过5A。他们调出相位以减少输入纹波电流。输入输出电压利用率电流模式控制中的反馈允许快速和稳定在广泛的输入和输出范围内的环路响应变化。正常运行和滞回的PWM控制轻负荷下的控制提供大于95%以上的输入和输出变化范围很广。这个第三个PWM控制器在120mA时产生12V。一种专有技术用于感应输出电流外部mosfet的RDS(ON),消除了外部电流感测电阻,节省了电路板空间和降低物料清单成本。一个集成线性调节器提供备用对于轻(50mA)负载,5V时始终通电。额外的FAN5233功能包括过电压、欠电压、过电流监视器和热关机?;?。当信号变软时,发出一个功率良好的信号启动完成,所有输出均在其±10%范围内设置。

操作条件(续)推荐的操作条件,除非注明参考框

笔记:

1.最小输入电压不包括源电阻引起的源电源电压降。是工作电压对于静荷载条件。为了获得可接受的负载瞬态性能,在7.5至8.5伏或更高的电压范围,取决于动态负载、电源阻抗和输入输出的严重程度电容和电感值。用户应使用预期的构件值和瞬态荷载。

2.最小/最大规格由设计保证。

功能描述

FAN5233是一种高效率、高精度的DC/DC笔记本电脑和其他便携式应用的控制器。它提供系统电子设备所需的所有电压:5V、3.3V、12V和5V-始终。两种投入的利用电流模式控制中的输出电压反馈允许在广泛的输入和输出变化?;贛OSFET RDS的电流传感提供最大效率,同时也允许使用高精度感应电阻。3.3V和5V架构的3.3V和5V开关调节器输出FAN5233由未调节的输入电压产生使用同步降压转换器。高边和低边mosfet都是N通道。3.3V和5V开关具有电流感应和用MOSFET设置输出过电流阈值无线电数据系统,打开。每个转换器都有一个电压感应反馈管脚,关闭转换器的引脚,以及用于生成驱动高压侧MOSFET的升压电压。如果不使用5V开关,将SDN5(针脚17)连接到SGND(引脚14)。如果未使用3.3V切换器,则连接SDN3.3(针脚11)至SGND(针脚14)。下面将讨论FAN5233的设计参照图1至图4完成,显示集成电路内部框图。3.3V和5V PWM电流感应峰值电流检测在低端驱动器上完成,因为在高侧MOSFET上占空比非常低。这个通电50ns后对电流进行采样,并保持该值电流反馈和过电流限制。3.3V和5V PWM回路补偿风扇5233的3.3V和5V控制回路的功能如下电压模式和电流反馈的稳定性。他们每个人有一个独立的电压反馈引脚,如图1所示。他们使用电压前馈来保证输入电压变化的回路抑制:也就是说(脉冲宽度调制)斜坡幅度随输入电压而变化??刂苹芈凡钩ネ耆谀诓渴褂玫缌髂J椒蠢〔钩?。该方案允许带宽和相位裕度几乎与输出电容和ESR无关

3.3V和5V PWM回路补偿风扇5233的3.3V和5V控制回路的功能如下电压模式和电流反馈的稳定性。他们每个人有一个独立的电压反馈引脚,如图1所示。他们使用电压前馈来保证输入电压变化的回路抑制:也就是说(脉冲宽度调制)斜坡幅度随输入电压而变化??刂苹芈凡钩ネ耆谀诓渴褂玫缌髂J椒蠢〔钩?。该方案允许带宽和相位裕度几乎与输出电容和ESR无关。3.3V和5V脉宽调制电流限制3.3V和5V转换器分别检测自己的低边MOSFET决定是否进入电流限制。如果输出电流超过电流测量极限阈值,然后转换器输入脉冲Iout等于过电流(OC)的跳过模式设置限制。8个时钟周期后,调节器被锁定(HSD和LSD关闭)。在这种情况下

,它将立即触发欠压?;?,再次锁定调节器在2微秒延迟后关闭(HSD和LSD关闭)。电流限制设置电阻器的选择必须包括电流极限跳闸点的公差,MOSFET开启电阻和温度系数,以及纹波电流,除最大输出电流外。例如:5V的最大直流输出电流为5A,输入电压为16V,MOSFET RDS,on为17mΩ,并且电流为5A时,电感为5μH。因为RDS,on,低侧MOSFET将具有最高温度(环境+自加热)仅75°C,在其RDS,on增加到20mΩ。峰值电流是直流输出电流加上峰值纹波电流:

其中T是最大周期,VO是输出电压,VIN是输入电压和L是电感。该电流产生低压侧MOSFET上的电压为7A•20mΩ=140mV。电流极限阈值通常为150mV(最坏情况135mV),R2=1KΩ,因此该值适用。R2型如果额外的噪声裕度可以再增加10%被认为是必要的。精密电流限制精确限流可以通过放置低压侧电源之间的离散感测电阻器MOSFET和接地。在这种情况下,电流极限精度由集成电路,+10%。

关机(SDWN)SDWN引脚关闭所有4个转换器(+5V,+3.3V,和+12V,5V-始终)并将风扇5233置于低功率模式(关机模式)。这种操作模式意味着使用按钮在SDWN和车辆识别号之间切换。按下按钮允(在触点持续时间内)为5V-ALWAYS供电足够长的时间,以便微克通电,并依次锁定SDWN引脚高。一旦SDWN高,则主调节器电压如果相应的SDN3.3和SDN5往高处走。主3.3V和5V软启动、排序和待命3.3V和5V转换器的软启动通过引脚SDN3.3(SDN5)之间的外部电容器装置和地面。如果SDWN和SDN3.3(SDN5)都很高,如果其中一个SDWN关闭或SDN3.3(SDN5)低。待机模式是指V电源关闭且V-始终打开(SDWN=1和SDN3.3=SDN5=0)。强制脉宽调制模式在任何情况下,控制器都可以强制保持在PWM模式通过将FPWM设为高负载条件。建议在通电期间,将FPWM驱动到较高的位置,以确保调节器打开并控制输出电容器浪涌电流通过限制最大占空比。始终运行模式如果需要5V-始终打开,则SDWNpin必须永久连接到车辆识别号。这边是每次有电的时候都会有调节器主调节器的状态可以通过SDN5控制和SDN3.3针。

3.3V和5V轻载模式3.3V和5V转换器是同步buck,并且可以在两个象限内运行,这意味着纹波电流恒定且与负载电流无关。轻载时,这种纹波电流转化为低效率,因为导致mosfet的循环电流损耗。为了优化轻载时的效率,那么,FAN5233从正常运行切换到特殊轻载模式在8时钟脉冲延迟后。这样可以防止误触发当通态低边MOSFET上的电压肯定的。反之亦然,当电压变为负时FAN5233切换回PWM操作。电流因此,轻载切换的阈值为:伊思=伊里普勒皮克在轻载模式下,风扇5233从PWM(脉冲)切换宽度调制)到PFM(脉冲频率调制),从而降低栅极驱动电流。过渡到RFM将FPWM引脚拉高可抑制模式。当负载电流变小时,风扇5233开始工作脉冲跳过,但与时钟保持同步。见低端驱动器管理的下一节。低侧驾驶员轻载强迫在轻载运行期间,低侧驱动器(LSD)是传统上,为了避免电感器中的电流反转和相关的效率损失,会永久关闭。在同时,还需要打开低端驱动器顺序到a)测量电流(在低压侧感应到电流驱动器)和b)确保充油泵正常运行,尤其是在低电流和低输入电压条件下。

为了完成以上所有工作,当电路进入滞后运行时,LSD保持“开”以重新循环正电流和衰减电流(对应于低压侧驱动器Rdson上的负压降),并关闭一旦电流过零(对应于下降过零Rdson变得积极)。这边低矮的司机用于“部分占空比”或“有源零降二极管”(与LSD为永久关闭)允许更多的功能而不损失效率。3.3V电压调整3.3V变换器的输出电压可以通过在反馈中插入一个电阻分压器可达到10%行。反馈阻抗约为66KΩ。因此,例如,要将3.3V的输出增加10%,请使用2.21KΩ/33.2KΩ分压器。注意,5V调节器的输出不能调整。使用5V调节器的反馈线内部作为5V电源,因此不能容忍任何与之串联的阻抗。3.3V和5V主过电压?;さ?.3V(或5V)转换器的输出电压超过标称值的115%,转换器进入过电压?;つJ?,目的是?;じ涸孛馐芩鸹?。在运行期间,负荷严重上MOSFET的转储或短路可能导致输出电压明显高于正常工作范围没有电路?;?。当输出超过过电压阈值时,过电压比较器强制低栅极驱动器高,并打开低MOSFET。这个会拉低输出电压,最终会使蓄电池保险丝。一旦输出电压降到阈值,OVP比较器断开。OVP方案还提供了一个软撬棒功能(砰砰的一声控制,接着保险丝烧断)有助于解决严重的负载瞬变,但在激活时不会反转输出电压,这是OVP的常见问题有锁的计划。输出反转的预防不需要肖特基二极管通过负载。

3.3V和5V欠压?;?/p>

当3.3V或5V的输出电压下降时低于标称值的75%,两个转换器欠电压(紫外线)?;?,在2usec延迟后。在欠压?;ぶ?,高侧和低侧mosfet关闭。一旦触发欠压?;ぴ谥匦陆油ǖ缭椿騍DWN引脚复位之前保持打开状态。12V架构12V转换器是一种传统的非隔离反激式(也称为“升压”转换器)。转换器的输入电压是+5V切换器输出,因此+12V只能存在如果存在+5V。此外,如果外部MOSFET关闭,则+12V转换器的输出为+5V,而不是零。依次是将为12V调节器提供非零输出。为了完全关闭12V调节器,外部P沟道MOSFET或具有开关控制的LDO稳压器可以使用。如果LDO使用12V,则升压应使用外部电阻器将转换器设置为13.2V分割网络。如果不使用12V“升压”转换器,将VFB12(针脚15)连接至5V-始终(针脚6)。12V回路补偿12V转换器应在不连续传导模式下运行。在这种模式下,如果选择ESR值合适的电容器。68立方英尺额定纹波电流为500毫安、95mΩ的钽这里推荐。12V?;?2V转换器受到过电压?;?。如果12V反馈高于标称值10–15%电压,比较器强制关闭MOSFET,直到电压低于比较器阈值。12V转换器也受到过电流?;?。如果短路将输出拉到9V以下,所有开关转换器在2微秒延迟后进入紫外线?;?。紫外?;?,所有的mosfet都关闭了。一次紫外线防护触发后,它将保持打开,直到输入电源被回收或SDWN复位。12V软启动和排序12V输出与5V输出同时启动。柔和上升的5V输出自动产生柔和的增加12V输出。12V脉宽调制的占空比受到限制,以防止电流消耗过大。12V电源的电压必须高于当5V高于其UVLO时,UVLO极限(9V)(3.75V)以避免在软启动。

5V-始终工作5V-ALWAYS电源由片上线性调节器或通过内部开关5V开关电源的VFB引脚。5V-始终电源应使用10μF电容器与接地分离。当5V开关电源关闭,或其输出电压不在公差范围内,5V-ALWAYS开关打开,并且线性调节器打开。当5V开关电源运行且输出电压在规定范围内线性调节器关闭,开关打开??赜性谧畲蟮缌骷橙∈钡淖愎坏偷牡缱?V-始终供电,输出电压调节在规格范围内。总电源的目的是为系统微控制器(8051类)及其他集成电路需要备用电源。微控制器以及另一个集成电路可以从总电源操作。5V-始终?;?V线性稳压器电流受限且电压不足受?;さ?。一旦触发?;?,输出就被转动关闭,直到电源循环或SDWN复位。动力良好当两个PWM Buck变换器高于指定阈值。没有其他监管机构受到监控靠力量很好。当情绪低落时至少10微秒(TW)。见图。

误差放大器输出电压钳位在负载瞬态期间,允许误差放大器电压全速前进。两个时钟周期后,如果放大器仍不工作电压范围,因此占空比(DC)为夹紧。直流钳自动限制异常情况下的过电流,包括短路电路:

热关断如果风扇5233的模具温度超过安全极限,集成电路自动关闭。当温度过高(OT)事件结束,IC恢复正常工作。有关闭和启动之间的25°C热滞后。





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