驅(qū)動(dòng)電路與功率MOS集成化

伴隨著CPU, GPU等的性能進(jìn)步和制程發(fā)展，主板的供電設(shè)計(jì)也迎來了更多的挑戰(zhàn)，大電流、高效率、空間占用小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、保護(hù)更智能的需求使得傳統(tǒng)的采用分立MOS的方案逐漸被取代，SPS/DrMOS的解決方案憑借更好的性能表現(xiàn)成為主流。

01

矽力杰 DrMOS 方案

SQ29663采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)封裝，芯片內(nèi)部集成兩個(gè)高性能的MOS和驅(qū)動(dòng)及控制單元，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高功率密度以及良好的散熱性能。嚴(yán)密的控制和保護(hù)邏輯使其能輕松兼容主流的前級(jí)控制器，適用于CPU，GPU以及POL的電源設(shè)計(jì)。

SQ29663

16V/60A集成功率級(jí)DrMOS

◆60A連續(xù)電流輸出能力，

80A峰值電流輸出能力

◆VCC/VDRV/VBST 欠壓保護(hù)

◆開關(guān)頻率可達(dá)1MHz

◆集成自舉二極管

◆兼容3.3V/5V PWM電平，

支持三態(tài)信號(hào)輸入

◆三態(tài)中自舉電容充電功能

◆5mV/A實(shí)時(shí)電流上報(bào)

◆8mV/℃內(nèi)部溫度上報(bào)

◆可編程的逐周期峰值限流和

谷值限流及故障上報(bào)

◆負(fù)限流保護(hù)

◆過熱保護(hù)

◆上管短路保護(hù)及故障上報(bào)

◆業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的QFN5×6封裝

02

典型應(yīng)用

圖1 SQ29663典型應(yīng)用框圖

SQ29663支持5V~16V的Vin電壓范圍。輸入信號(hào)兼容3.3V/5V電平，支持三態(tài)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)不同工作模式的控制。死區(qū)時(shí)間，傳播延遲和驅(qū)動(dòng)邊沿的調(diào)整使其可以高效安全運(yùn)行。

SQ29663內(nèi)部集成了8mV/℃的溫度傳感器，通過TMON實(shí)時(shí)報(bào)告溫度，25℃下典型輸出電壓為800mV，TMON內(nèi)部可上拉或下拉用作故障標(biāo)志位。SQ29663可以實(shí)時(shí)采樣內(nèi)部MOSFET的電流信息并重建為與電感電流成正比的三角波，內(nèi)建的溫度補(bǔ)償使其能達(dá)到5mV/A ±5%的精度輸出。SQ29663支持包括OCP，NOCP，OTP，pre-OVP，HSS等多種保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行。

圖2IMON waveform

圖3 IMON精度曲線

03

應(yīng)用場景

CPU/GPU

傳統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)，是將上行MOS管、下行MOS管和驅(qū)動(dòng)IC單獨(dú)放置，致使PCB面積難以得到有效利用，并且降低電流的整體轉(zhuǎn)換效率，這對(duì)于對(duì)供電要求越來越高的處理器而言，演化而成一個(gè)亟待解決的問題。

筆記本電腦、各類服務(wù)器的CPU以及顯卡GPU的供電系統(tǒng)（VRM），輸出電流大，要求具有快速瞬態(tài)響應(yīng)特性，通常采用多相同步BUCK降壓轉(zhuǎn)換器。SQ29663通過高集成整合，將MOS管與驅(qū)動(dòng)IC整合在一起，集成自舉二極管，最大程度減少寄生電感、電容影響，降低系統(tǒng)整體尺寸，大幅提高功率密度，滿足高端主板節(jié)能、低溫、高效能超頻等特色，提供優(yōu)質(zhì)供電。