FHT4630 doble canal DC/DC ajustmódulo de convertidor Buck (entrada de 4.5V~15V, salida de 0.6V ~ 1.8V)

características

Dos salidas 18un o solo 36A

Amplio rango de voltade entrada: 4,5v ~15V

Voltade salida: 0,6 ~ 1.8V rango ajustable

Amplificador de muestreo remoto diferencial

Frecuencia de cambio regulable

Con sincronización de frecuencia externa

Hasta 8 fases pueden ser conectadas en paralelo con corriente de amaximde 144A.

Tamaño: 16mm × 16mm × 4.32mm (LGA)

       16mm × 16mm × 5.01mm (BGA)

aplicaciones

Telecomunicaciones y redes

Equipamiento Industrial

Servidores y ordenadores

FPGA/ASIC AI and Data Mining (en inglés)

descripción

El FHT4630 es un módulo regulador de tensión de canal doble 18A o canal único 36A con modo de conmutación de salida descendente DC-DC que integra un controlador de potencia, MOSFETs de potencia, inductores y otros componentes periféricos internamente. El rango de voltade entrada del FHT4630 es de 4,5v a 15V, y es compatible con dos salidas ajustindependientemente que van desde 0,6v a 1,8v o salida paralela de doble canal mediante el ajuste de una resistencia externa, respectivamente. Basado en su diseño de alta eficiencia, el FHT4630 requiere sólo una pequeña cantidad de capacitancia de entrada y salida para proporcionar hasta 18A de corriente de salida por canal.

El FHT4630 ofrece una solución de alimentación completa con una excelente regulación de carga y regulación de la línea. Opera eficientemente sobre un amplio rango de carga y puede ser paralelo para proporcionar mayores corrientes de carga.

El FHT4630 cuenta con funciones de protección integral, incluyendo protección de sobrecorriente (OCP), protección de sobretensión (OVP), protección de subtensión (UVP), y protección de sobretemperatura (OTP). El FHT4630 minimiel uso de componentes externos y viene en tamaños de empade de 16mm×16mm×4.32mm (LGA) y 16mm×16mm×5.01mm (BGA).

Aplicaciones típicas

Configuración del PIN

Configuración del PIN

Características eléctricas características eléctricas

Nota: destaca por encima de los valores que figuran en los "valores límite" Sección puede causar daños permanentes en el dispositivo. Exposición prolongada a cualquiera de los Las calificaciones máximas absolutas pueden afectar la fiabilidad y la vida del dispositivo

funcionamiento

FHT4630 es un módulo de conversión DC/DC de salida doble, independiente y no aislado. Requiere sólo unos pocos componentes periféricos para proporcionar dos salidas de 18A cada una. El rango de tensión de entrada de este módulo es de 4,5v a 15V, y la tensión de salida se puede ajustar dentro del rango de 0,6v a 1,8v a través de una resistencia externa de regulación de tensión.

El FHT4630 incorpora un regulador de control de modo corriente de frecuencia constante y MOSFETs de conmutación de alta velocidad. La frecuencia típica de conmutación es de 500kHz. En aplicaciones sensibles al ruido de conmutación, la frecuencia de conmutación se puede ajustar dentro del rango de 400kHz a 780kHz a través de una señal de sincronización externa. Alternativamente, el ajuste de frecuencia se puede lograr conectando una resistencia del pin del FSET a tierra.

Debido a su control de modo corriente y amplificador de bucle interno, el FHT4630 exhibe una excelente estabilidad de bucle y rendimiento dinámico a través de un amplio rango de valores de capacitancia de salida.

El control de modo corriente proporciona limitación de corriente ciclo por ciclo y limitación de corriente inversa. Si la tensión de salida excede el rango de ±10% del valor establecido, el pin PGOOD se tirará hacia abajo. Cuando la tensión de salida supera el 10% del valor establecido, el MOSFET de lado bajo se enciende para sujetla tensión de salida, mientras que el MOSFET de lado alto se apaga.

Tirando de la tensión del pin de ejecución por debajo de 1,1v forzará el canal correspondiente en un estado de apagado al apagar los MOSFETs.

El pin de pista se utiliza para lograr el control de la pendiente de subida de tensión de salida y el seguimiento de la tensión de salida, lo que permite un arranque suave para las salidas.

El FHT4630 integra internamente una red de compensación de bucle que puede adaptarse a todas las condiciones de aplicación. Conectando una resistencia del pin VFB a tierra, se puede ajustar la tensión de salida. Además, el FHT4630 integra internamente un amplificador diferencial de sentido remoto, que permite la detección precisa de la tensión de salida de un canal o la tensión de punto de carga en aplicaciones paralelas.

El cambio de fase se puede lograr fácilmente a través de los pines MODE_PLLIN, PHASMD y CLKOUT. Programando el pin PHASMD, se pueden realizar hasta 12 fases de cambio de fase.

Mediante la configuración del pin MODE_PLLIN, se puede seleccionar el modo de ciclo de salto o el modo de hipo para lograr una conversión de alta eficiencia bajo cargas ligeras. Este eficiente modo de funcionamiento con carga ligera es ideal para aplicaciones alimentadas con batería, lo que prolonga de forma efectiva la vida útil de la batería.

El pin del interruptor SW se puede utilizar para controlar si la forma de onda de funcionamiento del módulo es normal. La conexión de un circuito de filtro RC al pin SW puede reducir eficazmente el zumbido de alta frecuencia en los bordes de la forma de onda de conmutación de alta frecuencia.

funcionamiento

El diagrama de aplicación típico ilustra el circuito de aplicación típico para el FHT4630. Los parámetros de los componentes periféricos están determinados principalmente por la corriente de carga de salida y la tensión de salida.

Relación descendente de entrada (V_IN) a salida (V_OUT)

Para un voltade entrada dado, el FHT4630 tiene un límite máximo de relación de paso hacia abajo. Un ciclo de trabajo máximo de 98 es posible para cada canal, pero la diferencia de tensión mínima entre la entrada y la salida es uno de los factores que limitan el ciclo de trabajo máximo del módulo. El mínimo de tiempo, tON(MIN), es otro tema a considerar. A una determinada frecuencia de funcionamiento, tonelada (MIN) < D/fSW, D es el ciclo de trabajo y fSW es la frecuencia de conmutación. El valor mínimo de tON(MIN)   Es de 90 ns para los parámetros eléctricos.

Ajuste de la tensión de salida

El controlador PWM del FHT4630 incorpora un voltade referencia de 0.6V incorporado, y hay resistencias de Realimentación de 60.4kΩ conectadas entre VOUTS1 y VFB1, así como entre VOUTS2 y VFB2, respectivamente. Los usuarios pueden ajustar la tensión para ambos canales de salida de forma independiente. Si al menos una de VOUTS1 y VOUTS2 está flotando durante la salida independiente o la aplicación en paralelo, se producirá una falla de sobretensión de salida. Si VFB1 o VFB2 está flotando, el voltade salida por defecto será 0.6V. Conectando una resistencia entre VFB1 o VFB2 y GND, la tensión de salida puede ser ajustada

Resistencia VFB vs. voltade salida

Para aplicaciones en paralelo se utiliza la misma resistencia de regulación para el ajuste de tensión.

Capacitancia de entrada

FHT4630, cuando se aplica, debe estar conectado a una fuente de corriente continua con baja resistencia interna AC. Para lograr el filtrado de voltade entrada, se recomienda añadir cuatro condensadores cerámicos de 22μF en los terminales de entrada. Adicionalmente, se puede añadir un condenselectrode 47μF a 100μF para aumentar la capacitancia de entrada.

Para un convertibuck con un ciclo de trabajo de un ciclo de conmutación

Puede ser estimado como:

Sin tener en cuenta la ondulde la corriente del inductor, la corriente de onduldel condensde entrada para cada canal puede ser estimada como:

En la ecuación anterior, − % es la eficiencia estimada del módulo de potencia. Los condenscondenselectroo condensde polímero pueden ser utilizados como condensde filtro principal de alta capacidad.

Capacitancia de salida

El FHT4630 tiene baja ondulde voltade salida y buen rendimiento dinámico. Los condensadores de salida de bajo ESR deben ser seleccionados para minimizar la ondulde la salida y mejorar la dinámica de salida; Los condenscout pueden ser tantalio, polímero de bajo ESR, o condensde chip de cerámica. La capacitancia de salida típica debe estar entre 200 μF y 470 μF por canal. Para minimizar aún más la onduldel voltade salida o mejorar el rendimiento dinámico, el diseñador puede añadir circuitos de filtrado adicionales según sea necesario.

Modo de explosión del pulso

Ambos canales del FHT4630 pueden operar en modo de ráfaga, donde los mosfet internos del módulo trabajan intermitentemente, reduciendo significativamente el module's consumo de energía bajo cargas ligeras. En aplicaciones donde se requiere una alta eficiencia bajo cargas ligeras, se puede emplear el modo de ráfaga. Para activar el modo de ráfaga, el pin MODE_PLLIN debe dejarse flotando.

Además, el módulo emplea una estrategia de control de modo de corriente interna, que permite un excelente rendimiento de intercambio de corriente en configuraciones paralelas, logrando así un buen equilibrio térmico entre los módulos.

Selección de frecuencia y bucles de bloqueo de fase

El FHT4630 puede lograr una mayor eficiencia de conversión mediante el ajuste de su frecuencia de conmutación. La frecuencia de conmutación se puede ajustar variando la resistencia entre el pin fSET y SGND (tierra). El pin fSET genera una fuente de corriente precisa de 10μ a, y el voltagenerado por esta corriente que fluye a través de la resistencia a tierra permite el ajuste de la frecuencia de funcionamiento. Alternativamente, se puede aplicar una tensión externa al pin fSET para programar la frecuencia de funcionamiento.

El diagrama anterior ilustra la relación entre la tensión en el pin FSET y la frecuencia de servicio. Además, el FHT4630 permite la sincronización de

 Su frecuencia de conmutación y fase con una señal externa mediante la entrada de una señal de reloj (que van desde 400kHz a 780kHz) a través del pin MODE_PLLIN.

El umbral de alto nivel para la señal de reloj de entrada es 1.6V, y el umbral de bajo nivel es 1V.

Modulación omitida del pulso

En aplicaciones en las que el logro de baja ondulde salida y

 Se desea un alto rendimiento en condiciones de semicarga, 

El modo de ciclo de salto de pulso (o modulación de salto de pulso, PSM) puede ser adoptado. En este modo de funcionamiento, el módulo puede entrar en el estado de ciclo saltado bajo cargas ligeras, lo que reduce las pérdidas de conmutación y por lo tanto mejora la eficiencia en tales condiciones. Tirando del pin MODE_PLLIN hasta INTVcc, el módulo puede ser habilitado para operar en el modo de ciclo saltado de pulso.

Modo de conducción continua forzada

En aplicaciones donde se prefiere una frecuencia de operación fija sobre una alta eficiencia con cargas bajas, y donde se desea una menor ondulde salida simultáneamente, se puede emplear el modo continuo forzado (FCM). Tirando del pin MODE_PLLIN hacia abajo a GND, el módulo se puede ajustar para operar en el modo continuo forzado. En este modo, se permite que la corriente interna del inductor fluen en reversa en condiciones de carga ligera o en vacío, y el interruptor superior interno se enciende en cada ciclo de conmutación. Sin embargo, durante el proceso de arranque del módulo, el modo continuo forzado se desactiva, y la corriente del inductor se impide que fluen en reversa hasta que el voltade salida se eleva a su nivel normal, en cuyo punto el modo continuo forzado se activa.

Modo en paralelo multifásico

Cuando la corriente de salida requerida excede 18A, dos módulos FHT4630 se pueden conectar en paralelo. Para corrientes de salida aún más altas, múltiples módulos FHT4630 pueden ser paralelos. El paralelismo no aumenta la ondulde la corriente de entrada ni la ondulde la tensión de salida. El FHT4630 también puede ser sincronizado a una señal de reloj externa (entre 400kHz y 780kHz) a través del pin MODE_PLLIN, y el bucle interno de fase cerrada bloquea esta señal de entrada externa a la fase interna. Además, la señal CLKOUT se puede conectar al pin MODE_PLLIN del siguiente módulo para lograr la sincronización de frecuencia y el intercalde fase. Al configurar el PHASMD pin a INTVCC, SGND, o dejándolo abierto, se puede lograr un desplazamiento de fase de 120°, 60°, o 90° (entre MODE_PLLIN y CLKOUT). Mediante la configuración de los pines PHASMD de los módulos paralelos de forma diferente, hasta 12 fases intercalparalelas se pueden realizar.

El uso de intercalmultifase paralelo con FHT4630 puede reducir eficazmente la ondulde la corriente en ambos lados de la entrada y salida de potencia.

Seguimiento de la tensión de salida

El pin de pista es usado para el control de seguimiento de voltade salida conectando un condensa tierra. El pin de la pista produce una corriente constante de 1.3μ a, que carga el condensexterno. El voltaen el condensador externo se eleva hasta que alcanza el nivel de INTVcc. Antes de alcanzar una tensión de referencia interna de 0,6v, la tensión de salida es controlada por la tensión en el pin de la pista. Una vez que se alcanza la tensión de referencia, la tensión de salida ya no es controlada por la tensión del pin de pista, sino por la diferencia entre la tensión de referencia interna y la tensión de retroalimentación, que se procespara controlar la tensión de salida. Durante esta secuencia de inicio o proceso de inicio suave, el control de retroalimentación actual está desactivado. Cuando el voltaen el perno de habili(funcionamiento) está por debajo de 1.2V, el perno de pista se tira a la fuerza bajo. Todo el tiempo de inicio suave se puede calcular usando la siguiente fórmula :.

funcionamiento

Poder bueno

Dentro del módulo, el pin Power Good (PGOOD) se configura como una salida de drenaje abierto en condiciones normales. Este pin se puede utilizar para detectar si el voltade salida está dentro de − 10% de su valor normal regulado. Mediante la conexión de una resistencia pull-up externa a una tensión específica (no superior a 6V), se puede controlar la tensión de salida.

Compensación del bucle

Un sistema de compensación de estabilización de lazo para todos los voltajes de salida ya está integrado en el FHT4630, eliminando la necesidad de un diseño externo.

Habilitar el Control

El pin de activación del FHT4630 tiene un umbral de voltade encendido típico de 1,25v, con un umbral máximo de 1,4v, e incorpora una función de histéresis de 150mV. El pin de activación controla la activación del canal correspondiente y el INTVcc.

Cuando el voltade entrada es de 5V, el pin de ejecución se puede tirar directamente hasta VIN. Cuando el voltade entrada excede 5V, el pin de carrera debe ser tirado hasta VIN a través de una resistencia que va desde 10kΩ a 100kΩ, y un diodo zener de 5V debe ser conectado entre este pin y tierra. En aplicaciones paralelas multifase, los pines de ejecución se pueden atar entre sí para ser controlados uniformemente por una sola señal.

INTVCC y EXTVCC

El FHT4630 está equipado con un regulador lineal interno que convierte el voltade entrada a una salida de 5V, que alimenta la circuitería de control interno y los controladores MOSFET del módulo. Esta tensión de salida de 5V es controlada por RUN1 o RUN2.

Además, el FHT4630 permite que un voltade control externo de 5V sea suministrado al módulo a través del pin EXTVcc, lo que puede reducir la pérdida de potencia y mejorar la eficiencia. El voltade entrada mínimo válido para el pin EXTVcc es de 4,7v, con un máximo de 6V. Cuando se proporciona el control de voltaa través del pin EXTVcc, debe ser aplicado después de VIN y antes de VIN se apaga..

Amplificador de muestreo diferencial remoto

El FHT4630 proporciona un amplificador de muestreo diferencial remoto de precisión que muestra con precisión voltade salida más bajos en puntos de carga remotos. Este muestreo remoto es especialmente adecuado para aplicaciones de carga de alta corriente. El amplificador de muestreo diferencial remoto se puede utilizar tanto para el canal 1 o canal 2, o para el muestreo de voltade salida en aplicaciones paralelas.

Es importante notar que DIFFP y DIFFN deben estar conectados a las posiciones correspondientes para el muestreo de voltade salida, mientras que DIFFOUT debe estar conectado a VOUTS1 o VOUTS2. En aplicaciones paralelas, DIFFP y DIFFN deben estar conectados a las posiciones correspondientes para el voltade salida, y DIFFOUT debe estar conectado a VOUTS1 o VOUTS2, dependiendo de la configuración específica.

«Ex B. los demás:

El pin SW sirve principalmente para pruebas y monitoreo. Además, se puede utilizar para suprimir el anillado generado por parámetros LC parásitos en el bucle de corriente. Típicamente, un circuito de absorción de la serie RC está conectado a este pin y conectado a tierra para absorber la interferencia del anillo. Seleccionun valor apropiado de capacitancia, sólo se permite que la interferencia de alta frecuencia pase a través de la resistencia y sea absorbida.

Trazado de PCB

El módulo FHT4630 tiene altamente integrado la mayoría de las funciones de conversión DC-DC, haciendo que el user's diseño de PCB relativamente simple. Sin embargo, en el diseño de PCB, todavía es necesario optimizar el diseño y la ruta tanto como sea posible para lograr un rendimiento eléctrico y térmico óptimo.

• el VIN, GND, VOUT1, y VOUT2 deben incorporar un vertido de cobre de gran área para minimizar la impedparásita y la resistencia térmica.

• coloque condensadores de cerámica de alta frecuencia muy cerca de las conexiones vinto-gnd y vout-a-gnd para minimizar el ruido de conmutación.

• designar una capa de tierra específica en la parte inferior del módulo.

• para mitigar las pérdidas sufridas por las vías en condiciones de alta corriente y para disminuir la resistencia térmica, emplear múltiples vías en paralelo, conectando el vertido de cobre de gran área en el PCB's capa superior a otras capas.

• utilizar un diseño de vertido de cobre separado dentro del área de señal de tierra (SGND) y conectarlo a GND en un solo punto en el modul's parte inferior.

• en aplicaciones paralelas, asegúrese de que los pines VFB, VOUT y COMP de cada canal estén conectados lo más estrechamente posible.

Información de aplicación

Ejemplo típico de aplicación de salida de circuito bifásico independiente

Ejemplo típico de aplicación de salida en paralelo de circuito bifásico

Ejemplo típico de aplicación de salida en paralelo de circuito 4-fase

Descripción del paquete

LGA (16mm x 16mm x 4.32mm) 

BGA (16mm x 16mm x 5.01mm)

Precauciones de soldadura y almacenamiento

Para productos de bolas de soldadura BGA sin plomo, la temperatura máxima no debe exceder los 245°C. Para productos de bolas de soldadura BGA a base de plomo, la temperatura máxima no debe exceder 225°C.

Precaución:

1. Debido al gran tamaño del módulo, por favor no coloque el módulo debajo de la placa para la soldadura por reflujo para evitar que se caiga.

2. Para los productos a granel y los que han sido sacados de su embalaje original, deben almacenarse en un desecador (con una humedad relativa inferior al 10% en su interior). En el caso de los productos que aún estén en su envase original, también se almacenarán en un desecador siempre que sea posible.

3. Antes de montar en la placa, es necesario seguir estrictamente las condiciones de cocción para secar las muestras: hornear a 125°C durante más de 48 horas, y controlar la temperatura de soldadura por refrefdentro de 245°C.