近年来云计算、远程服务等新业态带来存储和数据传输的需求不断上行。sdram作为dram的升级,正朝着更高外部数据传输率、更先进地址/命令与控制总线拓朴架构的方向发展。
为保证sdram达到更高的传输速率,稳定且高效的电源供给是必不可少的一环。在如今产品开发中对电源芯片提出越来越严格的要求:更高的稳定性、更低的功耗、更小的空间要求、至少需要2路电源进行供电。
以ddr4为例,其需要三路电源进行供电:vddq(1.2v)所需电流较大,vtt(0.6v)和vpp(2.5v)所需电流较小。传统电源方案通常是使用一个buck线路,两个ldo线路来进行供电,但这种供电方案有着明显的劣势:占用空间大、所需芯片及外围器件多。
is6630a/c/d
ddr供电一体化电源解决方案
针对这一市场需求,长工微电子自主研发推出is6630a/c/d——最高带载10a的全开关模式转换器,内含固定ldo输出,可支持全集成ddr供电方案。该电源方案将上述提及的ddr三路电源供电的需求高度集成到一颗3mm * 3mm * 0.85mm qfn封装的芯片上,占用极少空间的情况下实现ddr供电的一体化电源解决方案。
- 左为is6630a评估板,右为芯片3d示意图 -
以is6630a为例,由于其内部同时集成一路buck(vddq)、两路ldo(vtt,vpp)及缓冲低噪声参考输出(vttref)电源通道,可分别为ddr4/ddr3/ddr3l提供高功率密度的一体化电源解决方案,即只需一颗is6630a就可满足ddr4所需的3路电源及ddr3/ddr3l所需的2路电源。与此同时,这三路电源输出端都只需要少量的陶瓷电容作为输出电容,进一步节省了pcb板上空间及所需的器件,达到超紧凑的电路板设计。
is6630a仅需提供vin、vppin、vcc三路电源及使能信号en1、en2即可正常工作。其中buck变换器vddq可在vin为4.5v~22v、输出电压vddq为0.6v~3.3v范围内提供高达10a的连续电流,具备极高的功率密度;vppin为vpp ldo的输入电压,输入支持2.6v~3.3v,输出固定为2.5v,该ldo输出端只需一颗22uf的陶瓷电容即可提供1a的持续电流;而vtt ldo的输入电压为buck变换器的输出vddq,vttref(缓冲低噪声参考输出)可为vtt准确追踪vddq/2值,使其输出电压固定为vddq/2,其输出端也只需一颗22uf的陶瓷电容即可吸收或提供1a的持续电流。
图4 is6630a的典型应用电路图
与is6630a类似,is6630c,is6630d内部集成三路电源,分别可为lpddr5、lpddr4x提供高功率密度的一体化电源解决方案。
图5 is6630a/c/d 具体应用分类及所需电压表
快速瞬态响应及高精度电压
is6630a/c/d以超小的体积成功实现三路输出电压的同时具备优秀的性能。其buck变换器采用长工微tcottm控制模式,在宽输入电压范围内,支持仅有少量陶瓷电容作为输出电容的情况下,能实现快速瞬态响应;同时出色的负载、线性调整率使其在不同的负载电流、输入电压下,输出电压精度高达±1%。
图6 is6630a/c/d的瞬态调节示意图
图7 is6630a/c/d的负载调整曲线图
图8 is6630a/c/d的线性调整曲线图
高效率,低功耗
得益于mos管低导通电阻及驱动电路的技术优化,is6630a/c/d在vin=12v,vout=1.2v条件下,效率可高达92%。轻载条件下,芯片固定为dcm模式,即断续导通模式,进一步降低芯片的功耗,提高芯片整体工作效率。但在dcm模式下,芯片开关频率在人耳听觉范围内,能量较高时会产生可听噪声。针对这一情况,本系列芯片采用基于dcm模式下的usm模式,即超声波模式。与dcm模式相比,芯片在该模式工作时,一个周期内可多开启一次下管,提高开关频率使其超出人耳听觉范围,效率并不会因此而明显降低。
图 9 is6630a/c/d的效率曲线示意图
作为全集成ddr供电一体化电源解决方案,长工微is6630a/c/d主要应用于高数据传输率/宽输出电压范围的笔电、数据中心等领域,兼顾高效率、高性能的同时具备更小的应用体积,可匹配主流市场需求,积极赋能ddr产业发展。
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