FHT4630 듀얼 채널 DC/DC 조절 가능한 벅 컨버터 모듈 (4.5V~15V 입력, 0.6V~1.8V 출력)

기능

두 개의 18한 또는 단일 36A 출력을 제공합니다

넓은 입력 전압 범위:4.5V~15V

출력 전압:0. 6~1. 8V 범위 조정 가능

Differential 원격 샘플링 증폭기

조정 가능한 스위칭 주파수

외부 주파수 동기화 With external frequency synchronization

144A의 아마시넘 전류와 병렬로 최대 8 상을 연결할 수 있습니다.

크기:16mm × 16mm × 4.32mm (LGA)

       16mm × 16mm × 5.01mm (BGA)

응용 프로그램

통신 및 네트워크 장비

산업 장비

서버와 컴퓨팅

FPGA/ASIC AI와 데이터 마이닝

설명

FHT4630은 듀얼 채널 18A 또는 싱글 채널 36A 출력 스위치 모드 스텝다운 DC-DC 전압 레귤레이터 모듈로 내부에 파워 컨트롤러, 파워 MOSFETs, 인덕터 및 기타 주변 부품을 통합한다.FHT4630의 입력 전압 범위는 4.5V~15V 이며, 외부 저항기를 각각 조정함으로써 0.6V~1.8V 범위의 독립적으로 조정 가능한 두 개의 출력 또는 듀얼 채널 병렬 출력을 지원한다.고효율 설계를 바탕으로 FHT4630은 채널당 최대 18A의 출력 전류를 제공하기 위해 소량의 입출력 커패시턴스만 있으면 된다.

FHT4630은 부하 조절 및 라인 조절이 뛰어난 완벽한 전력 솔루션을 제공합니다.넓은 부하 범위에서 효율적으로 작동하며 병렬 처리하여 더 높은 부하 전류를 제공할 수 있습니다.

FHT4630은 과전류 보호 (OCP), 과전압 보호 (OVP), 미달전압 보호 (UVP), 과온도 보호 (OTP) 등 종합적인 보호 기능을 갖추고 있다.FHT4630은 외부 부품 사용을 최소화하고 16mm×16mm×4.32mm (LGA) 및 16mm×16mm×5.01mm (BGA)의 패키지 크기로 제공된다.

전형적인 응용 프로그램

핀 구성

핀 구성

전기적 특성

참고:"Limit Values"에 나열된 값 위에 강세를섹션을 사용하면 장치가 영구적으로 손상될 수 있습니다.의 어느 것에도 장시간 노출됩니다 절대 최대 등급은 장치의 신뢰성과 수명에 영향을 미칠 수 있습니다

작업

FHT4630은 이중 출력, 독립적으로 비격리 DC/DC 변환 모듈입니다.각각 18A의 두 출력을 제공하기 위해 몇 개의 주변 부품만 필요합니다.이 모듈의 입력 전압 범위는 4.5V에서 15V 이며, 출력 전압은 외부 전압 조절 저항기를 통해 0.6V~1.8V 범위 내에서 조정할 수 있다.

FHT4630은 정주파수 전류 모드 제어 레귤레이터와 고속 스위칭 모스펫을 통합한다.일반적인 스위칭 주파수는 500kHz입니다.스위칭 노이즈에 민감한 애플리케이션에서는 외부 동기화 신호를 통해 400kHz~780kHz 범위 내에서 스위칭 주파수를 조정할 수 있다.또는 FSET 핀에서 저항기를 접지에 연결하여 주파수 조정이 가능합니다.

FHT4630은 전류 모드 제어 및 내부 루프 증폭기로 인해 광범위한 출력 커패시턴스 값에 걸쳐 뛰어난 루프 안정성과 동적 성능을 보여준다.

전류 모드 제어는 사이클별 전류 제한 및 역방향 전류 제한 기능을 제공합니다.출력 전압이 설정값의 ±10% 범위를 초과하면 PGOOD 핀이 낮게 당겨집니다.출력 전압이 설정값의 10%를 초과하면 로우사이드 MOSFET이 켜져 출력 전압을 클램핑하고 하이사이드 MOSFET은 꺼집니다.

실행핀의 전압을 1.1V 이하로 당기면 MOSFETs을 차단함으로써 해당 채널을 off 상태로 강제한다.

트랙 핀은 출력 전압 상승 기울기 제어 및 출력 전압 추적을 달성하기 위해 사용되며, 출력에 대한 소프트 스타트를 가능하게 합니다.

FHT4630은 모든 애플리케이션 조건에 적응할 수 있는 루프 보상 네트워크를 내부적으로 통합한다.VFB 핀에서 저항기를 접지에 연결함으로써 출력 전압을 조정할 수 있습니다.또한 FHT4630은 내부적으로 원격 감각 차동 증폭기를 통합해 병렬 애플리케이션에서 한 채널의 출력 전압 또는 부하점 전압을 정밀하게 검출할 수 있다.

위상 이동은 MODE_PLLIN, PHASMD 및 CLKOUT 핀을 통해 쉽게 수행할 수 있습니다.PHASMD 핀을 프로그래밍함으로써 최대 12단계의 위상이동을 구현할 수 있다.

MODE_PLLIN 핀을 구성하여 skip cycle mode나 hiccup mode를 선택하여 광부하에서 고효율 변환이 가능합니다.이 효율적인 광부하 작동 모드는 배터리 전원을 사용하는 애플리케이션에 이상적이며, 배터리 수명을 효과적으로 연장합니다.

SW 스위치 핀은 모듈의 작동 파형이 정상인지 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.RC 필터 회로를 SW 핀에 연결하면 고주파 스위칭 파형의 가장자리에서 고주파 울림을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

작업

일반적인 어플리케이션 다이어그램은 FHT4630의 일반적인 어플리케이션 회로를 보여준다.주변 부품의 파라미터는 주로 출력 부하 전류 및 출력 전압에 의해 결정됩니다.

입력 (V_IN) 대 출력 (V_OUT) 스텝다운 비율

주어진 입력 전압에 대해 FHT4630은 최대 스텝다운 비율 제한을 가집니다.각 채널에 대해 98의 최대 듀티 사이클이 가능하지만, 입력에서 출력까지의 최소 전압 차이는 모듈의 최대 듀티 사이클을 제한하는 요인 중 하나입니다.최소 정시인 톤 (MIN)도 고려해야 할 또 다른 문제입니다.특정 작동 주파수, tON(MIN)에서 <D/fSW, D는 듀티 사이클이고 fSW는 스위칭 주파수입니다.tON(MIN)의 최소값   는 전기적 매개 변수에 대한 90 ns입니다.

출력 전압 설정

의 성능평가 컨트롤러 FHT4630 통합 0.6V 기준 전압이 내장 되어 있고 60.4k Ω 피드백 저항기 VOUTS1 사이에 연결 되어 있고 VFB1, 각각 VOUTS2과 VFB2 사이 뿐만 아니라, 입니다.사용자는 두 출력 채널에 대한 전압을 독립적으로 조정할 수 있습니다.독립 출력 또는 병렬 적용 중에 VOUTS1 및 VOUTS2 중 적어도 하나가 떠있으면 출력 과전압 결함이 발생합니다.VFB1 또는 VFB2가 떠 있는 경우 출력 전압은 기본값 0.6V 가 됩니다.VFB1 또는 VFB2와 GND 사이에 저항기를 연결하면 출력 전압을 조절할 수 있다

VFB 저항 대 출력 전압

병렬 애플리케이션의 경우 전압 설정에 동일한 조절 저항기가 사용됩니다.

입력 정전 용량

FHT4630을 적용하면 AC 내부 저항이 낮은 DC 소스에 연결해야 한다.입력 전압 필터링을 달성 하기 위해, 추가하는 것은 권장 4 22 μ F 세라믹 축전기 입력 단자에 있다.게다가, 47 μ F 100 μ F electrolytic 입력 정전 용량 증가 콘덴서에 추가 할 수 있 합니다.

한 스위칭 사이클의 듀티 사이클을 갖는 벅 변환기의 경우

다음과 같이 추정할 수 있습니다:

인덕터 전류 리플을 고려하지 않고 각 채널에 대한 입력 커패시터 리플전류는 다음과 같이 추정할 수 있습니다:

위의 방정식에서, η%은 추정 된 전력 모 듈의 효율성.전해 콘덴서나 고분자 콘덴서는 고용량 메인 필터 콘덴서로 사용할 수 있습니다.

출력 정전 용량

FHT4630은 출력 전압 리플이 낮고 동적 성능이 우수하다.출력 리플을 최소화하고 출력 동역학을 개선하기 위해 낮은 ESR 출력 커패시터를 선택해야 합니다;COUT 커패시터는 탄탈륨, 저 ESR 폴리머 또는 세라믹 칩 커패시터가 될 수 있습니다.전형적인 출력 정전 용량 200 μ F 사이 가 되어야 한 및 470 μ 당 F 채널이다.출력 전압 리플을 더욱 최소화하거나 동적 성능을 향상시키기 위해 설계자는 필요에 따라 필터링 회로를 추가로 추가할 수 있습니다.

Pulse Burst 모드

FHT4630의 두 채널 모두 모듈의 내부 모스펫이 간헐적으로 동작하는 버스트 모드로 동작할 수 있어 모듈&를 대폭 줄일 수 있다#39;의 경부하에서 전력 소비.경부하에서의 고효율이 요구되는 어플리케이션에서는 버스트 모드를 채용할 수 있습니다.버스트 모드를 활성화하려면 MODE_PLLIN 핀을 띄워 두어야 합니다.

뿐만 아니라 모듈은 내부 전류 모드 제어 전략을 채용하여 병렬 구성에서 뛰어난 전류 공유 성능을 발휘하므로 모듈 간의 열 밸런싱이 우수합니다.

주파수 선택과 위상 잠금 루프 (Frequency selection and phase-locked loop

FHT4630은 스위칭 주파수를 조정함으로써 더 높은 변환 효율을 얻을 수 있다.fSET 핀과 SGND (접지) 사이의 저항을 변화시켜 스위칭 주파수를 조정할 수 있습니다.정확 한 10 μ fSET 핀 출력 현재 소스, 그리고에 의해 생성 된 전압이 현재 저항기을 통해 흐르는 땅을 통해 운영 체제의 조정의 주파수를 맞 췄다.또는 fSET 핀에 외부 전압을 가하여 작동 주파수를 프로그래밍할 수 있습니다.

위의 그림은 FSET 핀에서의 전압과 작동 주파수 사이의 관계를 보여줍니다.또한 FHT4630은 다음을 동기화할 수 있습니다

 MODE_PLLIN 핀을 통해 클럭 신호 (400kHz~780kHz 범위)를 입력하여 외부 신호와 스위칭 주파수 및 위상.

입력 클럭 신호의 상위 임계값은 1.6V 이고, 하위 레벨 임계값은 1V입니다.

펄스가 변조를 건너뛰었습니다

낮은 출력을 달성하는 응용 프로그램에서 리플 및

 반하중 조건에서의 높은 효율을 원하며, 

펄스 스킵 사이클 모드 (또는 펄스 스킵 변조, PSM)를 채택할 수 있습니다.이 모드에서 모듈은 가벼운 부하 하에서 스킵된 사이클 상태에 들어갈 수 있으며, 이를 통해 스위칭 손실을 줄이고 이에 따라 이러한 조건에서 효율을 향상시킵니다.MODE_PLLIN 핀을 INTVcc까지 끌어 올리면 모듈을 펄스 건너뛰기 사이클 모드에서 작동하도록 설정할 수 있습니다.

Forced Continuous Conduction 모드

저부하에서 고효율보다 고정 작동 주파수가 선호되고, 낮은 출력 리플이 동시에 원하는 응용 분야에서는 강제 연속 모드 (FCM)를 채용할 수 있습니다.MODE_PLLIN 핀을 GND로 아래로 당기면 모듈이 강제 연속 모드에서 작동하도록 설정할 수 있습니다.이 모드에서는 무부하 또는 경부하 조건에서 내부 인덕터 전류가 역방향으로 흐를 수 있으며 모든 스위칭 사이클에서 내부 상위 스위치가 켜지게 됩니다.그러나 모듈의 시동 과정에서 강제 연속 모드가 비활성화되고, 출력 전압이 정상 수준으로 올라갈 때까지 인덕터 전류가 반대로 흐르지 못하게 되며,이 때 강제 연속 모드가 작동된다.

다중 위상 병렬 모드 (Multi-phase parallel mode)

필요한 출력 전류가 18A를 초과하면 두 개의 FHT4630 모듈을 병렬로 연결할 수 있다.더욱 높은 출력 전류를 위해 여러 개의 FHT4630 모듈을 병렬 처리할 수 있습니다.Paralleling은 입력 전류 리플이나 출력 전압 리플을 증가시키지 않습니다.FHT4630은 또한 MODE_PLLIN 핀을 통해 외부 클럭 신호 (400kHz~780kHz 사이)에 동기화할 수 있으며, 내부 위상 잠금 루프는이 외부 입력 신호를 내부 위상에 가둡니다.또한 CLKOUT 신호를 다음 모듈의 MODE_PLLIN 핀에 연결하여 주파수 동기화 및 위상 인터리빙을 수행할 수 있습니다.PHASMD 핀을 INTVCC, SGND로 구성하거나 열어서 두면 120°, 60° 또는 90° (MODE_PLLIN과 CLKOUT 사이)의 위상이동이 가능하다.병렬 처리된 모듈의 PHASMD 핀을 다르게 구성함으로써 최대 12 상 인터리빙 병렬 처리가 가능합니다.

FHT4630과 다상 인터리빙 병렬 처리를 사용하면 전력 입출력 측 모두에서 전류 리플을 효과적으로 줄일 수 있다.

출력 전압 추적 Output Voltage Tracking

트랙핀은 커패시터를 접지에 연결하여 출력전압 추적제어에 사용된다.트랙을 핀 출력의 현재 1. 3 μ하는 일정 한, 외부 커패시터 혐의다.외부 커패시터의 전압은 INTVcc 레벨에 도달할 때까지 상승합니다.0.6V의 내부 기준 전압에 도달하기 전에 출력 전압은 트랙 핀의 전압으로 제어됩니다.기준 전압에 도달하면 출력 전압은 더 이상 선로 핀 전압에 의해 제어되지 않고 대신 내부 기준 전압과 피드백 전압의 차이에 의해 출력 전압을 제어하기 위해 처리된다.이 시작 순서 또는 소프트 시작 프로세스 중에는 현재 피드백 제어가 비활성화됩니다.enable 핀 (RUN)의 전압이 1.2V 이하가 되면 트랙핀이 강제로 낮게 당겨집니다.전체 소프트 시작 시간은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:.

작업

힘 좋은

모듈 내부에서 파워 굿 (PGOOD) 핀은 일반 조건에서 오픈 드레인 출력으로 구성됩니다.이 핀은 출력 전압이 정상 조절 값의 ±10% 이내인지 감지하는 데 사용할 수 있습니다.외부 풀업 저항기를 특정 전압 (6V를 초과하지 않음)에 연결하면 출력 전압을 모니터링할 수 있습니다.

루프 보상

모든 출력 전압에 대한 루프 안정화 보상 시스템이 FHT4630 내에 이미 통합되어 있어 외부 설계가 필요 없다.

제어 사용

FHT4630의 인에이블핀은 일반적인 턴온 전압 임계값이 1.25V 이며, 최대 임계값이 1.4V 이며, 150mV 히스테리시스 기능을 내장하고 있다.enable pin은 해당 채널 및 INTVcc의 활성화를 제어합니다.

입력 전압이 5V 일 때 실행 핀을 VIN까지 직접 끌어올릴 수 있습니다.입력 전압 5V 초과 했을 때, 핀 실행을 통해 빈 저항기 섰어야에서 10k Ω 100k Ω에 이르기까지, 그리고 5V zener 다이오드 땅이 핀과 연결 되어 있어야 한다.다상 병렬 애플리케이션에서 실행 핀은 단일 신호에 의해 균일하게 제어되도록 함께 묶을 수 있습니다.

INTVCC와 EXTVCC

FHT4630에는 입력 전압을 5V 출력으로 변환하는 내부 선형 조절기가 장착되어 있어 모듈의 내부 제어 회로와 MOSFET 드라이버에 전원을 공급한다.이 5V 출력 전압은 RUN1 또는 RUN2로 제어됩니다.

또한 FHT4630은 외부 5V 제어 전압을 EXTVcc 핀을 통해 모듈에 공급할 수 있어 전력 손실을 줄이고 효율을 향상시킬 수 있다.EXTVcc 핀의 최소 유효 입력 전압은 4.7V 이며, 최대 6V입니다.EXTVcc 핀을 통해 제어 전압을 제공할 때는 VIN 이후 그리고 VIN이 꺼지기 전에 적용되어야 합니다..

원격 차동 샘플링 증폭기 Remote Differential Sampling Amplifier

FHT4630은 원격 부하 지점에서 더 낮은 출력 전압을 정확하게 샘플링하는 정밀 원격 차동 샘플링 증폭기를 제공합니다.이 원격 샘플링은 고전류 부하 응용 분야에 특히 적합합니다.원격 차동 샘플링 증폭기는 채널 1 또는 채널 2에 사용하거나 병렬 애플리케이션에서 출력 전압 샘플링에 사용할 수 있습니다.

출력 전압 샘플링을 위해 해당 위치에 DIFFP 및 DIFFN을 연결해야하고, DIFFOUT은 VOUTS1 또는 VOUTS2 중 하나에 연결해야 한다는 점에 유의해야 합니다.병렬 애플리케이션에서는 출력 전압에 해당하는 위치에 DIFFP 및 DIFFN을 연결해야 하며 특정 구성에 따라 VOUTS1 또는 VOUTS2 중 하나에 DIFFOUT을 연결해야 합니다.

SW 핀

SW pin은 주로 테스트 및 모니터링 목적으로 사용됩니다.또한 현재 루프에서 기생 LC 파라미터에 의해 생성되는 벨링을 억제하는 데 사용할 수 있습니다.일반적으로 RC 시리즈 흡수 회로는이 핀에 연결되어 울림 간섭을 흡수하기 위해 접지됩니다.적절한 커패시턴스 값을 선택하면 고주파 간섭만 저항기를 통과하여 흡수될 수 있습니다.

PCB 레이아웃

FHT4630 모듈은 DC-DC 변환의 대부분의 기능을 고도로 통합해 사용자 '의 PCB 디자인 비교적 간단한.그러나 여전히 PCB 설계에서는 최적의 전기 및 열 성능을 얻기 위해 레이아웃과 라우팅을 최대한 최적화해야 합니다.

• VIN, GND, VOUT1 및 VOUT2는 기생 임피던스와 열 저항을 최소화하기 위해 대면적 구리 부피를 내장해야 합니다.

• 고주파 세라믹 커패시터를 VIN-to-GND 및 VOUT-to-GND 연결부와 가까운 곳에 배치하여 스위칭 노이즈를 최소화합니다.

• 모듈 아래쪽에 전용 접지층을 지정합니다.

• 고전류 조건에서 비아스에 의해 발생하는 손실을 경감하고 열 저항을 감소시키기 위해 다수의 비아스를 병렬로 채용하여 PCB&에 대면적 구리 붓기를 연결한다#39;의 최상층을 다른 층으로.

• 신호 접지 (SGND) 영역 내에서 별도의 구리 부조 설계를 이용하고 모듈 &의 단일 지점에서 GND에 연결합니다#39;s 밑면.

• 병렬 애플리케이션에서 각 채널의 VFB, VOUT 및 COMP 핀이 실현 가능한 한 긴밀하게 연결되도록 합니다.

프로그램 정보

일반적인 회로 2 상 독립 출력 응용 예

일반적인 회로 2 상 병렬 출력 응용 예

일반적인 회로 4 상 병렬 출력 응용 예

패키지 설명

LGA (16mm x 16mm x 4.32mm) 

BGA (16mm x 16mm x 5.01mm)

납땜 및 보관 주의 사항

무연 BGA 솔더볼 제품의 경우 최고 온도가 245°C를 넘지 않아야 합니다.납 기반 BGA 솔더볼 제품의 경우 최고 온도가 225°C를 초과해서는 안 됩니다.

주의:

1.모듈의 크기가 크기 때문에 떨어지지 않도록 리플로우 납땜용 모듈을 보드 아래에 두지 마십시오.

2.대량 제품 및 원래 포장을 꺼낸 제품의 경우 건조기 (내부의 상대습도 10% 이하)에 보관해야 합니다.아직 원래 포장에 있는 제품의 경우에도 가능하면 건조기에 보관해야 합니다.

3.보드에 장착하기 전에 굽기 조건을 엄격하게 따라 샘플을 건조해야 합니다:125°C에서 48시간 이상 굽고, 리플로우 납땜 온도를 245°C 이내로 제어해야 합니다.