FHT4630 double canal DC/DC Module de convertisseur Buck réglable (entrée 4.5V~15V, sortie 0.6V ~ 1.8V)

caractéristiques

Deux sorties 18A A ou 36A simples

LarG ge gaMm Mm Mm mme de tension d’entrée: 4.5V V V V V V V V V V~15V

Tension de sortie: 0,6 0,6 ~ 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8V gamme réglable

Amplificateur différentiel d’échantillonnage à distance

Fréquence de commutation réglable

Avec synchronisation de fréquence externe

Jusqu’à 8 phases peuvent être connectées en parallèle avec un courant maximal de 144A.

Taille: 16mm × 16mm × 4.32mm (LGA)

       16mm × 16mm × 5.01-5.01mm (BGA)

Applications

Équipements de télécommunications et de réseaux

Équipement industriel

Serveurs et informatique

FPGA/ASIC AI et exploration de données

Description Description Description Description

Le FHT4630 est un module de régulateur de tension dc-cc à abaisser en mode de commutation de sortie 18A à deux canaux ou 36A à un seul canal qui intègre un régulateur de puissance,,,,, des MOSFETs de puissance, des inducteurs et d’autres composants périphériques en interne. La plage de tension d’entrée du FHT4630 est de 4.5V à 15V, et il prend en charge deux sorties réglables indépendamment allant de 0.6V à 1.8V ou une sortie parallèle à deux canaux en ajustant une résistance externe respectivement. Basé sur sa conception à haute efficacité, le FHT4630 nécessite seulement une petite quantité de capacité d’entrée et de sortie pour fournir jusqu’à 18A de courant de sortie par canal.

Le FHT4630 offre une solution d’alimentation complète avec une excellente régulation de charge et de ligne. Il fonctionne efficacement sur une large plage de charge et peut être mis en parallèle pour fournir des courants de charge plus élevés.

Le FHT4630 dispose de fonctions de protection complètes, y compris la protection contre les surtensions (OCP), la protection contre les surtensions (OVP), la protection contre les sous-tensions (UVP) et la protection contre les surtempératures (OTP). Le FHT4630 réduit au minimum l’utilisation de composants externes et est livré dans des tailles d’emballage de 16mm־ 16mmobvio 4.32mm (LGA) et 16mmobvio obvio 5.01mm (BGA).

Applications typiques

CONFIGURATION des broches

CONFIGURATION des broches

Caractéristiques électriques

NOTE: les tensions au-dessus des valeurs énumérées dans le " valeurs limites " La section peut causer des dommages permanents à l’appareil. Exposition prolongée à l’un des Les cotes maximales absolues peuvent affecter la fiabilité et la durée de vie de l’appareil

fonctionnement

FHT4630 est un module de conversion DC/DC à double sortie, indépendamment non isolé. Il ne nécessite que quelques composants périphériques pour fournir deux sorties de 18A chacune. La plage de tension d’entrée de ce module est de 4.5V à 15V, et la tension de sortie peut être ajustée dans la plage de 0.6V à 1.8V par une résistance de régulation de tension externe.

Le FHT4630 intègre un régulateur de commande en mode courant à fréquence constante et des MOSFETs de commutation à haute vitesse. La fréquence de commutation typique est 500kHz. Dans les applications sensibles au bruit de commutation, la fréquence de commutation peut être ajustée dans la plage de 400kHz à 780kHz grâce à un signal de synchronisation externe. Alternativement, le réglage de la fréquence peut être réalisé en connectant une résistance de la broche FSET à la masse.

Grâce à son contrôle en mode courant et son amplificateur de boucle interne, le FHT4630 présente une excellente stabilité de boucle et des performances dynamiques sur une large gamme de valeurs de capacité de sortie.

Le contrôle en mode courant fournit une limitation de courant cycle-par-cycle et une limitation de courant inverse. Si la tension de sortie dépasse la plage de ±10% de la valeur consigne, la broche PGOOD sera tirée vers le bas. Lorsque la tension de sortie dépasse 10% de la valeur définie, le MOSFET du côté bas est allumé pour serrer la tension de sortie, tandis que le MOSFET du côté haut est éteint.

Le fait de tirer la tension de la goupille de course au-dessous de 1,1v force le canal correspondant dans un état off en coupant les MOSFETs.

La goupille de piste est utilisée pour obtenir le contrôle de la pente de montée de la tension de sortie et le suivi de la tension de sortie, permettant le démarrage en douceur des sorties.

Le FHT4630 intègre en interne un réseau de compensation de boucle qui peut s’adapter à toutes les conditions d’application. En connectant une résistance de la broche VFB à la masse, la tension de sortie peut être ajustée. De plus, le FHT4630 intègre en interne un amplificateur différentiel de détection à distance, qui permet une détection précise de la tension de sortie d’un canal ou de la tension au point de charge dans des applications parallèles.

Le changement de Phase peut être facilement réalisé grâce aux broches MODE_PLLIN, PHASMD et CLKOUT. La programmation de la broche PHASMD permet de réaliser jusqu’à 12 phases de changement de phase.

En configurant la broche MODE_PLLIN, le mode skip cycle ou le mode hiccup peuvent être sélectionnés pour obtenir une conversion à haute efficacité sous des charges légères. Ce mode de fonctionnement efficace à charge légère est idéal pour les applications alimentées par batterie, prolongeant efficacement la durée de vie de la batterie.

La broche de l’interrupteur SW peut être utilisée pour vérifier si la forme d’onde de fonctionnement du module est normale. La connexion d’un circuit de filtre RC à la broche SW peut effectivement réduire la sonnerie à haute fréquence aux bords de la forme d’onde de commutation à haute fréquence.

fonctionnement

Le diagramme d’application typique illustre le circuit d’application typique du FHT4630. Les paramètres des composants périphériques sont principalement déterminés par le courant de charge de sortie et la tension de sortie.

Rapport entre entrée (V_IN) et sortie (V_OUT)

Pour une tension d’entrée donnée, le FHT4630 a une limite maximale de rapport de descente. Un cycle d’utilisation maximum de 98 est possible pour chaque canal, mais la différence de tension minimale entre l’entrée et la sortie est l’un des facteurs limitant le cycle d’utilisation maximum du module. Le délai minimum, en tonnes (MIN), est une autre question à considérer. À une certaine fréquence de fonctionnement, tonne (MIN) < D/fSW, D est le cycle d’utilisation et fSW est la fréquence de commutation. La valeur minimale de tonne (MIN)   Est 90 ns pour les paramètres électriques.

Réglage de tension de sortie

Le contrôleur PWM du FHT4630 intègre une tension de référence de 0,6v, et il y a des résistances de retour de 60,4kω connectées entre VOUTS1 et VFB1, ainsi qu’entre VOUTS2 et VFB2, respectivement. Les utilisateurs peuvent ajuster la tension pour les deux canaux de sortie indépendamment. Si au moins un des VOUTS1 et VOUTS2 est flottant pendant une sortie indépendante ou une application parallèle, un défaut de surtension de sortie se produira. Si VFB1 ou VFB2 est flottant, la tension de sortie sera par défaut de 0.6V. En connectant une résistance entre VFB1 ou VFB2 et GND, la tension de sortie peut être ajustée

Résistance VFB vs tension de sortie

Pour les applications parallèles, la même résistance de régulation est utilisée pour le réglage de la tension.

Capacité d’entrée

FHT4630, lorsqu’il est appliqué, doit être connecté à une source de courant continu avec une faible résistance interne de courant alternatif. Pour obtenir le filtrage de la tension d’entrée, il est recommandé d’ajouter quatre condensateurs en céramique de 22μF aux bornes d’entrée. De plus, un condensateur électrolytique de 47μF à 100μF peut être ajouté pour augmenter la capacité d’entrée.

Pour un convertisseur BUCK avec un cycle d’utilisation d’un cycle de commutation

Elle peut être estimée comme suit:

Sans tenir compte de l’ondulation du courant d’inducteur, le courant d’ondulation du condensateur d’entrée pour chaque canal peut être estimé comme suit:

Dans l’équation ci-dessus, η % est le rendement estimé du module de puissance. Les condensateurs électrolytiques ou polymères peuvent être utilisés comme condensateurs de filtre principal de grande capacité.

Capacité de sortie

Le FHT4630 a une faible ondulation de tension de sortie et de bonnes performances dynamiques. Les condensateurs de sortie à faible ESR devraient être sélectionnés pour minimiser l’ondulation de sortie et améliorer la dynamique de sortie; Les condensateurs COUT peuvent être du tantale, du polymère à faible ESR ou des condensateurs à puce céramique. La capacité de sortie typique devrait être comprise entre 200 μF et 470 μF par canal. Pour minimiser davantage l’ondulation de la tension de sortie ou améliorer les performances dynamiques, le concepteur peut ajouter des circuits de filtrage supplémentaires au besoin.

Mode d’éclatement d’impulsion

Les deux canaux du FHT4630 peuvent fonctionner en mode éclaté, où les MOSFETs internes du module fonctionnent de façon intermittente, réduisant considérablement le module et#39; S consommation d’énergie sous des charges légères. Dans les applications nécessitant un rendement élevé sous des charges légères, le mode burst peut être utilisé. Pour activer le mode burst, la broche MODE_PLLIN doit rester flottante.

De plus, le module utilise une stratégie interne de contrôle du mode de courant, ce qui permet d’excellentes performances de partage de courant dans des configurations parallèles, assurant ainsi un bon équilibrage thermique entre les modules.

Sélection de fréquence et boucles à verrouillage de phase

Le FHT4630 peut obtenir une efficacité de conversion plus élevée en ajustant sa fréquence de commutation. La fréquence de commutation peut être ajustée en faisant varier la résistance entre la broche fSET et SGND (ground). La broche fSET produit une source de courant précise de 10μA, et la tension générée par ce courant circulant à travers la résistance à la masse permet le réglage de la fréquence de fonctionnement. Alternativement, une tension externe peut être appliquée à la broche fSET pour programmer la fréquence de fonctionnement.

Le diagramme ci-dessus illustre la relation entre la tension à la broche FSET et la fréquence de fonctionnement. De plus, le FHT4630 permet la synchronisation

 Sa fréquence de commutation et sa phase avec un signal externe en entrant un signal d’horloge (allant de 400kHz à 780kHz) via la broche MODE_PLLIN.

Le seuil de haut niveau pour le signal d’horloge d’entrée est de 1,6v, et le seuil de bas niveau est de 1V.

Pouls sauté Modulation

Dans les applications où la réalisation de l’ondulation de faible production et

 Le rendement élevé dans des conditions de demi-charge est désiré, 

Le mode de cycle sauté d’impulsion (ou la modulation de saut d’impulsion, PSM) peut être adopté. Dans ce mode, le module est autorisé à entrer dans l’état de cycle sauté sous des charges légères, ce qui réduit les pertes de commutation et améliore ainsi l’efficacité dans de telles conditions. En tirant la broche MODE_PLLIN vers INTVcc, le module peut être activé pour fonctionner en mode cycle d’impulsion sauté.

Mode de Conduction continue forcée

Dans les applications où une fréquence de fonctionnement fixe est préférée à un rendement élevé à de faibles charges, et où une ondulation de sortie plus faible est simultanément souhaitée, le mode continu forcé (FCM) peut être utilisé. En tirant la broche MODE_PLLIN vers le bas sur GND, le module peut être réglé pour fonctionner en mode continu forcé. Dans ce mode, le courant d’inducteur interne est laissé circuler en marche arrière dans des conditions à vide ou à faible charge, et l’interrupteur interne supérieur est allumé à chaque cycle de commutation. Cependant, pendant le processus de démarrage du module, le mode continu forcé est désactivé et le courant d’inducteur est empêché de s’écouler en sens inverse jusqu’à ce que la tension de sortie augmente à son niveau normal, moment auquel le mode continu forcé est engagé.

Mode parallèle Multi-phase

Lorsque le courant de sortie requis dépasse 18A, deux modules FHT4630 peuvent être connectés en parallèle. Pour des courants de sortie encore plus élevés, plusieurs modules FHT4630 peuvent être mis en parallèle. La mise en parallèle n’augmente pas l’ondulation du courant d’entrée ou l’ondulation de la tension de sortie. Le FHT4630 peut également être synchronisé sur un signal d’horloge externe (entre 400kHz et 780kHz) via la broche MODE_PLLIN, et la boucle interne à verrouillage de phase verrouille ce signal d’entrée externe à la phase interne. De plus, le signal CLKOUT peut être connecté à la broche MODE_PLLIN du module suivant pour obtenir la synchronisation de fréquence et l’intersortie de phase. En configurant la broche PHASMD sur INTVCC, SGND, ou en la laissant ouverte, un décalage de phase de 120°, 60°, ou 90° (entre MODE_PLLIN et CLKOUT) peut être atteint. En configurant différemment les broches PHASMD des modules en parallèle, il est possible de réaliser un parallélisme entrelacé jusqu’à 12 phases.

L’utilisation de parallélisme intercalé multi-phases avec FHT4630 peut réduire efficacement l’ondulation de courant sur les deux côtés de la puissance d’entrée et de sortie.

Suivi de la tension de sortie

La goupille de piste est utilisée pour le contrôle de suivi de tension de sortie en connectant un condensateur à la masse. La broche de piste produit un courant constant de 1.3μA, qui charge le condensateur externe. La tension sur le condensateur externe augmente jusqu’à ce qu’il atteigne le niveau d’intvcc. Avant d’atteindre une tension interne de référence de 0,6v, la tension de sortie est contrôlée par la tension sur la goupille de voie. Une fois la tension de référence atteinte, la tension de sortie n’est plus contrôlée par la tension de goupille de voie, mais plutôt par la différence entre la tension de référence interne et la tension de retour, qui est traitée pour contrôler la tension de sortie. Au cours de cette séquence de démarrage ou processus de démarrage progressif, le contrôle de rétroaction actuel est désactivé. Lorsque la tension sur la goupille d’activation (RUN) est inférieure à 1,2v, la goupille de piste est tirée de force vers le bas. Le temps total de démarrage en douceur peut être calculé en utilisant la formule suivante :.

fonctionnement

Puissance bonne

À l’intérieur du module, la goupille Power Good (PGOOD) est configurée comme une sortie à drain ouvert dans des conditions normales. Cette broche peut être utilisée pour détecter si la tension de sortie est dans ±10% de sa valeur régulée normale. En connectant une résistance de traction externe à une tension spécifique (ne dépassant pas 6V), vous pouvez surveiller la tension de sortie.

Compensation de boucle

Un système de compensation de stabilisation de boucle pour toutes les tensions de sortie est déjà intégré dans le FHT4630, éliminant ainsi le besoin de conception externe.

Activation du contrôle

La goupille d’activation du FHT4630 a un seuil de tension typique de 1,25v, avec un seuil maximum de 1,4v, et intègre une fonction d’hystérése de 150mV. La pin enable contrôle l’activation du canal et de l’intvcc correspondants.

Lorsque la tension d’entrée est de 5V, la goupille de course peut être directement tirée jusqu’à VIN. Lorsque la tension d’entrée dépasse 5V, la broche de course doit être tirée jusqu’à VIN par une résistance allant de 10kω à 100kω, et une diode zener 5V doit être connectée entre cette broche et la masse. Dans les applications parallèles à plusieurs phases, les broches de course peuvent être liées ensemble pour être contrôlées uniformément par un signal unique.

INTVCC et EXTVCC

Le FHT4630 est équipé d’un régulateur linéaire interne qui convertit la tension d’entrée en sortie 5V, qui alimente les circuits de contrôle interne et les pilotes MOSFET du module. Cette tension de sortie 5V est contrôlée par RUN1 ou RUN2.

De plus, le FHT4630 permet de fournir une tension de contrôle externe de 5V au module via la broche EXTVcc, ce qui peut réduire les pertes de courant et améliorer l’efficacité. La tension d’entrée minimale valide pour la broche EXTVcc est de 4,7v, avec un maximum de 6V. Lorsque vous fournissez la tension de contrôle via la broche EXTVcc, elle doit être appliquée après VIN et avant que VIN ne soit éteint.

Amplificateur d’échantillonnage différentiel à distance

Le FHT4630 fournit un amplificateur d’échantillonnage différentiel à distance de précision qui échantillonne avec précision des tensions de sortie plus faibles aux points de charge éloignés. Cet échantillonnage à distance est particulièrement adapté aux applications à forte charge de courant. L’amplificateur d’échantillonnage différentiel à distance peut être utilisé pour le canal 1 ou le canal 2, ou pour l’échantillonnage de tension de sortie dans des applications parallèles.

Il est important de noter que DIFFP et DIFFN doivent être connectés aux positions correspondantes pour l’échantillonnage de tension de sortie, tandis que DIFFOUT doit être connecté à VOUTS1 ou VOUTS2. Dans les applications parallèles, DIFFP et DIFFN devraient être connectés aux positions correspondantes pour la tension de sortie, et DIFFOUT devrait être connecté soit à VOUTS1 ou VOUTS2, selon la configuration spécifique.

Pin de SW

Le pin SW sert principalement à des fins d’essai et de surveillance. De plus, il peut être utilisé pour supprimer la sonnerie générée par des paramètres parasites LC dans la boucle actuelle. En général, un circuit d’absorption de la série RC est relié à cette goupille et mis à la terre pour absorber les interférences de sonnerie. En choisissant une valeur de capacité appropriée, seules les interférences à haute fréquence peuvent passer à travers la résistance et être absorbées.

Disposition PCB

Le module FHT4630 a fortement intégré la plupart des fonctions de conversion DC-DC, rendant l’utilisateur et#39; S PCB conception relativement simple. Cependant, dans la conception des circuits imprimés, il est toujours nécessaire d’optimiser autant que possible la disposition et le routage pour obtenir des performances électriques et thermiques optimales.

• le VIN, le GND, le VOUT1 et le VOUT2 devraient incorporer une coulée de cuivre de grande surface pour minimiser l’impédance parasitaire et la résistance thermique.

• placez les condensateurs en céramique à haute fréquence à proximité des connexions VIN-to-GND et VOUT-to-GND pour minimiser le bruit de commutation.

• désigner une couche de terre dédiée sur la face inférieure du module.

• pour atténuer les pertes subies par les vias dans des conditions de courant élevé et pour diminuer la résistance thermique, employer plusieurs vias en parallèle, reliant le cuivre de grande surface coulant sur le PCB' S couche supérieure à d’autres couches.

• utiliser une conception de coulée de cuivre séparée dans la zone de terre de signal (SGND) et la relier à GND en un seul point sur le module et#39; S côté inférieur.

• dans les applications parallèles, assurez-vous que les broches VFB, VOUT et COMP de chaque canal sont reliées aussi étroitement que possible.

Informations sur la demande

Exemple d’application de sortie indépendante de Circuit typique à deux phases

Exemple d’application de sortie parallèle de Circuit typique à deux phases

Exemple d’application de sortie parallèle 4-Phase de Circuit typique

Description du paquet

LGA (16mm x 16mm x 4.32mm) 

BGA (16mm x 16mm x 5.01mm)

Précautions de soudure et de stockage

Pour les produits à billes de soudure BGA sans plomb, la température de pointe ne doit pas dépasser 245°C. Pour les produits à billes de soudure BGA à base de plomb, la température de pointe ne doit pas dépasser 225°C.

Attention:

1. En raison de la grande taille du module, veuillez ne pas placer le module sous la carte pour la soudure de reflux pour éviter de tomber.

2. Pour les produits en vrac et ceux qui ont été retirés de leur emballage d’origine, ils doivent être stockés dans un dessécheur (avec une humidité relative inférieure à 10% à l’intérieur). Lorsque les produits sont encore dans leur emballage d’origine, ils doivent également être stockés dans un dessiccateur dans la mesure du possible.

3. Avant de monter sur la planche, il est nécessaire de respecter scrupuleusement les conditions de cuisson pour sécher les échantillons: cuire au four à 125°C pendant plus de 48 heures, et contrôler la température de soudure à reflux dans les 245°C.