ZHCAFA1 May 2025 TPS546C25 , TPS546E25
TPS546E25 和 TPS546C25 同步降壓轉換器能夠鏈接多個器件來共享公共的輸出。以這種方式堆疊時,這些器件可以共享電流、同步開關頻率和相移,以降低輸入和輸出紋波噪聲,同時提供更高水平的輸出電流。
通過連接要堆疊在一起的器件的 TRIGGER 和 ISHARE 引腳,實現堆疊。此外,所有器件的 GOSNS 和 VOSNS 引腳都需要連接到負載上的同一個點。
其中一個器件需要通過一個電阻器將 MSEL1 引腳連接到 AGND,以便選擇按器件的所需電流限制、反饋選擇(內部與外部)、故障響應和軟啟動時間。該器件是主器件——每個棧只能有 1 個主器件。每個附加器件都需要使 MSEL1 引腳懸空(>412k? 至 AGND)以選擇輔助器件。
主器件使用 MSEL2為 VRAMP 和增益選擇開關頻率和補償選項。與單相運行一樣,開關頻率是每相的,因此在 800kHz 下運行的三相棧可以有 3 × 800kHz = 2.4MHz 的輸入紋波和輸出紋波頻率。
輔助器件使用 MSEL2 引腳來選擇開關頻率和相電流限制。由于每個器件都在運行恒定導通時間的發生器,因此棧中的所有器件選擇相同的開關頻率很重要。選擇不同的開關頻率會妨礙電流共享工作,并導致較大的相電流不平衡。
主器件使用 VSEL/FB 引腳來設置穩壓輸出電壓。使用內部反饋分壓器時,從 VSEL/FB 到 AGND 的單個電阻器設置內部分壓器分壓比 (VOUT_SCALE_LOOP) 和參考電壓 (VBOOT),以便設置上電輸出電壓。使用外部反饋分壓器時,從 VOSNS 到 VSEL/FB 放置一個頂部電阻器,從 VSEL/FB 到 AGND 放置一個底部電阻器。這結合參考電壓將輸出電壓設置為:
輔助器件使用 VSEL/FB 編程引腳在 VOSNS 上設置導通時間發生器的內部反饋分壓器。使用內部分壓器時,輔助器件需要使用與主器件相同的 VSEL 電阻器。使用外部分壓器時,輔助器件需要使用 VSEL 電阻器,它選擇最接近反饋分壓器可選擇值的可用 VOUT。
主器件和輔助器件都使用 PMB_ADDR/VORST# 引腳對器件堆疊配置和 PMBus? 地址進行編程。為確保多相棧正常運行,僅使用建議的 PMB_ADDR/VORST# 電阻器對。所有器件均使用相同的公共地址進行編程,主器件編程為觸發正確數量的輔助器件,每個輔助器件具有不同的唯一 PMBus 地址,該地址還分配了觸發順序。
D-CAP4 控制環路在多相運行,與在單相運行非常相似。每個堆疊轉換器都運行導通時間發生器,該發生器根據編程的開關頻率、檢測到的輸入電壓和檢測到的輸出電壓來產生導通時間。主器件可以為棧中的所有器件運行環路,向輔助器件發送觸發脈沖,以啟動器件導通時間發生器。
為了進行調節,主器件在整個環路中運行單個固定振幅紋波仿真斜坡 (VRAMP)。這在每相開關頻率下產生 N × VRAMP 的有效斜坡電壓。
由于斜坡電壓的此 Nx 調整,多相棧的瞬態性能可以類似于具有相同補償的單相運行。這簡化了設計公式,并使設計人員能夠更輕松地調整相位數,以適應負載電流和熱環境要求,無需重新設計補償選項。
棧內的所有相位必須具有相同的電感器值。ISHARE 環路可以補償正常器件間電感的變化,但不用于補償不同的標稱電感器值。
由于主器件監控單點輸出電壓并使用輸出電壓紋波和內部紋波進行相位觸發,因此電感器的輸出需要在輸出電容器之前合并到單個連接中。在合并到共享輸出之前,電感器輸出與單獨的每相電容器保持分離的布局顯示了不平衡的相位時序,這增加了輸出紋波。
D-CAP4 可堆疊架構旨在采用公共 PVIN 電壓運行。建議棧中運行的所有器件共享一個公共輸入電壓。
棧中的所有器件需要共享一個公共 CNTRL 線路。如果棧中的任何器件未啟用,則不會啟用該棧。
如前所述,棧內的所有器件都需要將 VOSNS 和 GOSNS 引腳連接到同一個點。VOSNS 引腳用于檢測每相導通時間發生器的輸出電壓,而 GOSNS 引腳為 ISHARE 提供虛擬接地。未將 VOSNS 和 GOSNS 連接到同一點會對電流共享產生負面影響。
棧中的每個器件都有一個公共地址和一個唯一地址。可以使用器件唯一地址與堆疊的器件進行正常通信,也可以使用 P2_PLUS_READ 和 P2_PLUS_WRITE 命令通過通用地址與器件進行通信。使用 P2_PLUS 命令時,需要將 PAGE 值設置為 FFh(所有頁)或 00h(第 0 頁),不支持其他頁。對于主器件,PHASE 值可以是 FFh(所有相位)或 00h,對于第一、第二或第三輔助器件,PHASE 值可以是 01h – 03h。當從 PHASE = FFh 讀取時,主器件對所有相位做出響應,根據相位數調整電流響應。