深入解析 MAX8809A/MAX8810A：滿足 VRD11/VRD10 與 K8 Rev F 標(biāo)準(zhǔn)的 PWM 控制器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理始終是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于滿足 Intel VRD11/VRD10 和 AMD K8 Rev F CPU 核心電源需求的設(shè)計(jì)，MAX8809A/MAX8810A 同步、2/3/4 相降壓電流模式控制器憑借其集成雙相 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器，提供了靈活且高效的解決方案。今天，我們就來深入了解這兩款控制器。

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一、產(chǎn)品概述

MAX8809A/MAX8810A 能夠提供高達(dá) 150A 的負(fù)載電流，以滿足低壓 CPU 核心電源的要求。它們完全符合 Intel VRD11/VRD10 和 AMD K8 Rev F 規(guī)范，可通過三態(tài) SEL 輸入配置 VID 邏輯，適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。同時(shí)，具備真正的差分遠(yuǎn)程輸出電壓感應(yīng)功能，能消除輸出和返回路徑中走線阻抗的影響，實(shí)現(xiàn)負(fù)載端的精確調(diào)節(jié)。

二、關(guān)鍵特性

（一）高精度輸出電壓

初始輸出電壓精度可達(dá) ±0.35%，結(jié)合高精度 DAC、精密電流感測放大器和下垂控制，能夠滿足新一代大電流 CPU 最嚴(yán)格的公差要求。

（二）集成驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢

集成雙驅(qū)動(dòng)器和自舉二極管，輸入電壓最高可達(dá) 26V，具備自適應(yīng)直通保護(hù)功能，可確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，提供軟啟動(dòng)、軟停止和 VRREADY 輸出等特性，實(shí)現(xiàn)快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

（三）精確的電流控制

采用“快速主動(dòng)平均”電流模式控制方案，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的瞬態(tài)響應(yīng)和精確的負(fù)載電流共享。可使用電感 DCR 或電阻式電流感測元件進(jìn)行電流感測，有效消除電感和相關(guān)電流感測組件的公差影響。

（四）溫度相關(guān)特性

具備基于 NTC 的溫度獨(dú)立負(fù)載線，可實(shí)現(xiàn)精確的相電流共享。同時(shí)，可編程熱監(jiān)測輸出（VRHOT）能實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

三、電氣特性分析

（一）電源相關(guān)參數(shù)

VCC 工作范圍為 4.5V 至 5.5V，具有欠壓鎖定（UVLO）功能，上升和下降閾值分別為 4.0V - 4.5V 和 3.7V - 4.3V。在不同工作狀態(tài)下，如關(guān)機(jī)、待機(jī)和正常工作時(shí)，電源電流表現(xiàn)各異，設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮這些參數(shù)，以優(yōu)化系統(tǒng)的功耗。

（二）內(nèi)部參考電壓

REF 輸出提供 2V 的高精度參考電壓，能夠?yàn)橥獠控?fù)載提供最高 500μA 的電流。同時(shí)，具備輸出調(diào)節(jié)功能，在不同的輸入電壓和負(fù)載電流條件下，輸出電壓的調(diào)節(jié)精度高，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（三）軟啟動(dòng)與時(shí)序

軟啟動(dòng)周期可通過連接 SS/OVP 至 GND 的電阻進(jìn)行編程，范圍為 0.5ms 至 6.5ms。對于 Intel 和 AMD 不同的應(yīng)用場景，軟啟動(dòng)的設(shè)置和時(shí)序有所不同，需要根據(jù)具體需求進(jìn)行配置。

（四）電壓調(diào)節(jié)與電流限制

輸出電壓初始精度為 ±0.35%，具備精確的平均電流限制功能，電流限制閾值可通過 ILIM 引腳進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)，在短路情況下具備電流折返保護(hù)功能，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

四、工作原理與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）時(shí)鐘頻率設(shè)置

通過外部電阻 ROSC 連接 OSC 至 GND 來設(shè)置內(nèi)部時(shí)鐘頻率，建議使用 1% 精度的電阻以保證頻率準(zhǔn)確性。不同的相數(shù)配置對應(yīng)不同的時(shí)鐘頻率計(jì)算方式，需要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需求進(jìn)行選擇。

（二）輸出電流感測

采用差分電流感測方式，可使用電感 DCR 或電流感測電阻進(jìn)行電流感測。使用電感 DCR 時(shí)，需考慮其初始公差和溫度系數(shù)，并通過 RC 濾波網(wǎng)絡(luò)提取電流信息。

（三）輸出電壓調(diào)節(jié)與下垂編程

通過峰值電流模式控制和有限增益的電壓誤差放大器，可實(shí)現(xiàn)輸出電壓的精確調(diào)節(jié)和下垂編程。通過設(shè)置電壓誤差放大器的 DC 增益，可準(zhǔn)確控制輸出電壓的下垂，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

（四）其他功能特性

還具備動(dòng)態(tài) VID 變化、多相操作選擇、UVLO 和輸出使能、軟啟動(dòng)和軟停止、輸出過壓保護(hù)等功能，在設(shè)計(jì)過程中需要充分利用這些特性，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

五、設(shè)計(jì)流程與元件選擇

（一）開關(guān)頻率設(shè)置

開關(guān)頻率的選擇需要綜合考慮開關(guān)損耗、功率 MOSFET 尺寸和功率組件大小等因素。根據(jù)所需的每相開關(guān)頻率，通過相應(yīng)的公式和表格確定內(nèi)部振蕩器頻率，并選擇合適的 ROSC 電阻值。

（二）輸出電感選擇

根據(jù)所需的電感紋波電流比（LIR）、最大輸出電流、占空比等參數(shù)確定輸出電感的值。同時(shí)，需要考慮電感的 DC 電阻、飽和電流和輸入到電流感測放大器的峰值 - 峰值紋波電壓等因素，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

（三）輸出電容選擇

輸出電容的選擇主要由目標(biāo) ESR 要求和負(fù)載突變要求決定。需要計(jì)算最小和最大輸出電容值，同時(shí)考慮 RMS 紋波電流額定值，以滿足系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和 OTF VID 變化要求。

（四）其他元件選擇

還需要根據(jù)具體需求選擇輸入電容、升壓電容、VL_ 旁路電容和功率 MOSFET 等元件。在選擇過程中，需要考慮元件的參數(shù)和性能，以確保系統(tǒng)的整體性能和可靠性。

六、PCB 布局指南

合理的 PCB 布局對于開關(guān) DC - DC 轉(zhuǎn)換器電路至關(guān)重要。需要將 MOSFET、電感、輸入/輸出電容和電流感測電阻安裝在 PCB 的頂層，同時(shí)對模擬地和功率地進(jìn)行分區(qū)，確保模擬信號的穩(wěn)定性。此外，還需要注意電流感測信號的完整性、元件的散熱和 EMI 問題等。

七、應(yīng)用電路示例

文檔中提供了 Intel VRD11 桌面應(yīng)用電路和 AMD K8 Rev F 桌面應(yīng)用電路的示例，并給出了相應(yīng)的物料清單。這些示例電路可以為工程師提供參考，幫助他們快速完成設(shè)計(jì)。

MAX8809A/MAX8810A 是兩款功能強(qiáng)大、性能卓越的 PWM 控制器，能夠滿足多種 CPU 核心電源的設(shè)計(jì)需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，工程師需要深入了解其特性和工作原理，合理選擇元件和進(jìn)行 PCB 布局，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。