MAX17033/MAX17034/MAX17434：IMVP-6+/IMVP-6.5 CPU核心電源的理想選擇

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，CPU 核心電源的穩(wěn)定性和高效性至關(guān)重要。MAX17033、MAX17034 和 MAX17434 這三款雙相、快速 PWM 控制器，專(zhuān)為 IMVP-6+/IMVP-6.5 CPU 核心電源設(shè)計(jì)，為工程師們提供了出色的解決方案。下面，我們就來(lái)深入了解一下這些控制器的特點(diǎn)、工作原理以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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一、產(chǎn)品概述

MAX17033/MAX17034/MAX17434 是用于筆記本 CPU 的 2/1 相交錯(cuò)式 Quick - PWM? 降壓 VID 電源控制器。它們采用真反相操作，有效降低了輸入紋波電流和輸出電壓紋波，同時(shí)減輕了元件選擇和布局的難度。Quick - PWM 控制能對(duì)快速負(fù)載電流階躍做出瞬時(shí)響應(yīng)，而有源電壓定位則可降低功耗和輸出電容需求。

1. 主要特性

• 多相控制：支持單/雙相操作，MAX17033 支持 IMVP - 6+ 規(guī)范，MAX17034/MAX17434 支持 IMVP - 6.5 要求。
• 高精度輸出：在不同的線(xiàn)路、負(fù)載和溫度條件下，輸出電壓精度可達(dá) ±0.5mV。
• 動(dòng)態(tài)相位選擇：優(yōu)化了活動(dòng)/睡眠效率，瞬態(tài)相位重疊可減少輸出電容。
• 多種保護(hù)功能：具備輸出欠壓、過(guò)壓（MAX17033/MAX17034 僅支持）和熱保護(hù)，當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)會(huì)關(guān)閉控制器。
• 豐富的輸出信號(hào)：包括電源良好（PWRGD）、時(shí)鐘使能（CLKEN）、熱故障輸出（VRHOT）和相位良好（PHASEGD）等。

二、工作原理

1. 快速 PWM 控制架構(gòu)

Quick - PWM 控制架構(gòu)是一種偽固定頻率、恒定導(dǎo)通時(shí)間、帶電壓前饋的電流模式調(diào)節(jié)器。它利用輸出濾波電容的 ESR 作為電流檢測(cè)電阻，輸出紋波電壓提供 PWM 斜坡信號(hào)。高側(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間由一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路決定，該電路的周期與輸入電壓成反比，與輸出電壓成正比。

2. 雙相 180° 反相操作

兩個(gè)相位以 180° 反相運(yùn)行，可最小化輸入和輸出濾波要求，降低電磁干擾（EMI），提高效率。這種操作方式有效降低了輸入電壓紋波、ESR 功率損耗和 RMS 紋波電流，減少了輸入電容的數(shù)量和成本。

3. 電流檢測(cè)與平衡

通過(guò)低失調(diào)放大器對(duì)每個(gè)相位的輸出電流進(jìn)行檢測(cè)，用于電流平衡、電壓定位增益和電流限制。同時(shí)，控制器會(huì)對(duì)電流檢測(cè)電壓的差異進(jìn)行積分，并調(diào)整次級(jí)相位的導(dǎo)通時(shí)間，以保持電流平衡。

4. 電流限制

采用獨(dú)特的谷底電流檢測(cè)算法，當(dāng)所選相位的電流檢測(cè)信號(hào)高于電流限制閾值時(shí)，PWM 控制器不會(huì)啟動(dòng)新的周期，直到電感電流降至谷底電流限制閾值以下。

三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 元件選擇

2. 開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置

通過(guò)在 TON 和 VIN 之間連接一個(gè)電阻（RTON）來(lái)設(shè)置開(kāi)關(guān)周期 (T{SW}=1 / f{SW}) ，公式為 (T_{SW}=16.3 pF times(RTON +6.5 k Omega)) 。不同的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)影響元件尺寸和效率，高頻操作可優(yōu)化元件尺寸，但會(huì)增加開(kāi)關(guān)損耗；低頻操作則可提供更好的整體效率，但會(huì)增加元件尺寸和電路板空間。

3. 電流檢測(cè)方法

可以使用電流檢測(cè)電阻或輸出電感的直流電阻（DCR）進(jìn)行電流檢測(cè)。使用 DCR 檢測(cè)方法可提高效率，但需要考慮電感的容差和溫度系數(shù)。同時(shí)，為了減少電流檢測(cè)誤差，需要選擇合適的電阻和電容，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

4. 輸出電壓過(guò)渡

控制器在輸出電壓過(guò)渡時(shí)會(huì)以受控方式進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，自動(dòng)最小化輸入浪涌電流。過(guò)渡時(shí)間取決于 RTIME、電壓差和斜率控制器的精度。在深度睡眠過(guò)渡和 PSI 過(guò)渡等不同情況下，控制器會(huì)采取不同的操作模式。

四、保護(hù)功能

1. 過(guò)壓保護(hù)

MAX17033/MAX17034 具備過(guò)壓保護(hù)功能，當(dāng)輸出電壓超過(guò)設(shè)定的 VID DAC 電壓 300mV 以上時(shí)，會(huì)立即強(qiáng)制 DL1 高電平，拉低 DH1 和 DH2，迅速放電輸出濾波電容，使輸出電壓降低。

2. 欠壓保護(hù)

當(dāng)輸出電壓低于目標(biāo)電壓 400mV 時(shí)，控制器會(huì)啟動(dòng)關(guān)機(jī)序列并設(shè)置故障鎖存。

3. 熱故障保護(hù)

當(dāng)結(jié)溫超過(guò) +160°C 時(shí)，熱傳感器會(huì)設(shè)置故障鎖存并啟動(dòng)軟關(guān)機(jī)序列。

4. 無(wú)故障測(cè)試模式

為了方便調(diào)試原型板，提供了無(wú)故障測(cè)試模式，可禁用過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)和熱關(guān)機(jī)功能，并清除故障鎖存。

五、PCB 布局指南

PCB 布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)低開(kāi)關(guān)損耗和穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。以下是一些布局要點(diǎn)：

• 保持高電流路徑短，特別是接地端子處。
• 將所有模擬接地連接到單獨(dú)的實(shí)心銅平面，并連接到 Quick - PWM 控制器的 GND 引腳。
• 保持電源走線(xiàn)和負(fù)載連接短，使用厚銅 PCB 可提高滿(mǎn)載效率。
• 保持高電流、柵極驅(qū)動(dòng)走線(xiàn)短而寬，以最小化走線(xiàn)電阻和電感。
• 使用開(kāi)爾文檢測(cè)連接進(jìn)行電流限制和電壓定位，以保證電流檢測(cè)精度。
• 避免高速開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)靠近敏感模擬區(qū)域。

總之，MAX17033/MAX17034/MAX17434 是非常優(yōu)秀的 IMVP - 6+/IMVP - 6.5 CPU 核心電源控制器。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇元件、設(shè)置參數(shù)，并注意 PCB 布局，以充分發(fā)揮這些控制器的性能優(yōu)勢(shì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。