EN2392QI：高效集成的PowerSoC電壓模式同步降壓轉(zhuǎn)換器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理芯片的性能和特性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率起著至關(guān)重要的作用。今天要給大家介紹的是Altera的EN2392QI，一款功能強(qiáng)大的Power System on a Chip (PowerSoC) DC - DC轉(zhuǎn)換器。

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一、產(chǎn)品概述

EN2392QI將MOSFET開關(guān)、小信號(hào)控制電路、補(bǔ)償電路以及集成電感集成在一個(gè)先進(jìn)的11x10x3mm QFN模塊中。它具有高效率、出色的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)能力，能在寬輸入電壓范圍內(nèi)工作，專為滿足高性能產(chǎn)品的精確電壓和快速瞬態(tài)要求而設(shè)計(jì)。同時(shí)，該芯片還具備頻率同步、電源正常輸出電壓監(jiān)控、可編程軟啟動(dòng)以及熱保護(hù)和過(guò)流保護(hù)等功能。

二、產(chǎn)品特性

2.1 集成設(shè)計(jì)

集成了電感、MOSFET和控制器，總解決方案尺寸估計(jì)為(235mm^{2})，大大節(jié)省了電路板空間。這對(duì)于空間受限的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。大家在設(shè)計(jì)一些小型化設(shè)備時(shí)，就可以充分利用其集成特性，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。

2.2 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為4.5V - 13.2V，能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。這使得它在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中都能穩(wěn)定工作，比如分布式電源架構(gòu)中，不同的電源模塊可能輸出不同的電壓，EN2392QI就可以很好地兼容這些電壓。

2.3 高精度輸出

初始輸出電壓精度為1%，能為負(fù)載提供穩(wěn)定、精確的電壓。在對(duì)輸出電壓精度要求較高的應(yīng)用中，如服務(wù)器、嵌入式計(jì)算系統(tǒng)等，EN2392QI可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 多種保護(hù)功能

具備過(guò)流和短路保護(hù)、預(yù)偏置啟動(dòng)保護(hù)、熱軟關(guān)斷保護(hù)以及欠壓鎖定保護(hù)（UVLO）等功能，有效保護(hù)芯片和系統(tǒng)免受損壞。在實(shí)際應(yīng)用中，這些保護(hù)功能就像一道道防線，保障了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.5 其他特性

支持主/從并行操作（最多4個(gè)設(shè)備）、頻率同步（外部時(shí)鐘）、輸出使能引腳和電源正常信號(hào)、可編程軟啟動(dòng)時(shí)間，并且與EN2390QI引腳兼容。這些特性為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性和擴(kuò)展性。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• 空間受限應(yīng)用：由于其集成度高、尺寸小，非常適合用于對(duì)空間要求苛刻的設(shè)備，如小型化的嵌入式系統(tǒng)。
• 分布式電源架構(gòu)：寬輸入電壓范圍和高效的轉(zhuǎn)換能力，使其在分布式電源系統(tǒng)中能夠穩(wěn)定地為各個(gè)模塊提供電源。
• 對(duì)輸出電壓紋波敏感的應(yīng)用：高精度的輸出電壓和良好的紋波抑制能力，滿足了對(duì)電壓紋波要求嚴(yán)格的應(yīng)用需求。
• 對(duì)拍頻敏感的應(yīng)用：頻率同步功能可以有效避免拍頻干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 其他應(yīng)用：還廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、嵌入式計(jì)算系統(tǒng)、LAN/SAN適配卡、RAID存儲(chǔ)系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、測(cè)試與測(cè)量以及電信等領(lǐng)域。

四、引腳說(shuō)明

EN2392QI共有77個(gè)引腳，每個(gè)引腳都有其特定的功能。在使用時(shí)，需要特別注意NC引腳的連接規(guī)則，NC引腳不能相互電氣連接，也不能連接到任何外部信號(hào)、地或電壓，但所有引腳包括NC引腳都必須焊接到PCB上，否則可能導(dǎo)致器件故障或損壞。同時(shí)，對(duì)于一些關(guān)鍵引腳，如VIN、VOUT、ENABLE、POK等，要根據(jù)其功能和要求進(jìn)行正確的連接和配置。

五、電氣特性

5.1 絕對(duì)最大額定值

在使用過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守絕對(duì)最大額定值的限制，如引腳電壓、輸入電壓上升和下降斜率、存儲(chǔ)溫度范圍、最大工作結(jié)溫等。超出這些額定值可能會(huì)損害器件壽命，影響系統(tǒng)的可靠性。

5.2 推薦工作條件

推薦的輸入電壓范圍為4.5V - 13.2V，控制器電源電壓AVIN為2.5V - 5.5V，輸出電壓范圍為0.75V - 3.3V，輸出電流最大可達(dá)9A。在這些條件下，EN2392QI能夠發(fā)揮最佳性能。

5.3 典型性能曲線

從典型性能曲線中可以看出，EN2392QI在不同的輸出電壓和負(fù)載電流下，效率表現(xiàn)良好。同時(shí)，輸出電流會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高而下降，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮散熱問(wèn)題，以確保系統(tǒng)在不同環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。

六、工作模式

6.1 單輸入電源應(yīng)用

在單輸入電源模式下，EN2392QI只需要一個(gè)輸入電壓軌（通常為12V），內(nèi)部線性穩(wěn)壓器將PVIN轉(zhuǎn)換為3.3V，并通過(guò)AVINO引腳輸出。此時(shí)，需要在VDDB和AVIN之間連接一個(gè)電阻(R_{VB})，推薦值為(4.75kΩ)。

6.2 雙輸入電源應(yīng)用

雙輸入電源模式需要兩個(gè)輸入電壓軌（通常PVIN為12V，AVIN為3.3V）。在這種模式下，AVINO可以不使用，留空即可。

七、功能描述

7.1 同步降壓轉(zhuǎn)換器

EN2392QI是一個(gè)高度集成的同步降壓轉(zhuǎn)換器，采用Type IV電壓模式補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和低噪聲PWM拓?fù)?，具有較高的開關(guān)頻率，能夠使用小尺寸的輸入和輸出濾波電容，同時(shí)在小尺寸封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)較寬的環(huán)路帶寬。

7.2 保護(hù)功能

• 過(guò)流和短路保護(hù)：通過(guò)檢測(cè)高端檢測(cè)PFET中的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)電流限制功能，當(dāng)電流超過(guò)OCP閾值時(shí)，開關(guān)周期終止，計(jì)數(shù)器遞增，達(dá)到一定次數(shù)后設(shè)備將關(guān)閉。
• 熱軟關(guān)斷保護(hù)：當(dāng)結(jié)溫超過(guò)約150°C時(shí)，熱關(guān)斷電路將禁用設(shè)備操作，設(shè)備將進(jìn)行軟關(guān)斷，待溫度下降約35°C后重新啟動(dòng)。
• AVIN欠壓鎖定保護(hù)：確保轉(zhuǎn)換器在AVIN輸入電壓高于指定的最小電壓時(shí)才開始切換，具有高抗噪能力，防止誤觸發(fā)。
• 預(yù)偏置保護(hù)：允許調(diào)節(jié)器在預(yù)充電輸出的情況下啟動(dòng)，但預(yù)偏置輸出電壓必須低于標(biāo)稱調(diào)節(jié)電壓，否則可能會(huì)在啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中造成損壞。

7.3 其他功能

• 頻率同步：可以將開關(guān)頻率鎖相到外部時(shí)鐘源，避免拍頻干擾。外部時(shí)鐘頻率必須在0.9MHz - 1.8MHz范圍內(nèi)，并且與RFS電阻設(shè)置的標(biāo)稱開關(guān)頻率偏差在±10%以內(nèi)。
• 可編程軟啟動(dòng)：通過(guò)在SS引腳和AGND引腳之間連接軟啟動(dòng)電容來(lái)控制輸出電壓的上升時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的逐漸上升。
• 電源正常輸出監(jiān)控：POK信號(hào)用于指示輸出電壓是否在指定范圍內(nèi)，可用于對(duì)下游轉(zhuǎn)換器進(jìn)行排序。

八、總結(jié)

EN2392QI是一款性能優(yōu)異、功能豐富的PowerSoC電壓模式同步降壓轉(zhuǎn)換器。它的集成設(shè)計(jì)、寬輸入電壓范圍、高精度輸出以及多種保護(hù)功能，使其在各種應(yīng)用場(chǎng)景中都能發(fā)揮出色的性能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇工作模式、配置引腳參數(shù)，并注意散熱和保護(hù)等問(wèn)題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

大家在使用EN2392QI的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。