Speaker A
Друзья, всем привет! Сегодня с вами разберем datasheet нашего контроллера от компании Rich-Tech RT-8248. Данный ШИМ контроллер применяется для формирования питания оперативной памяти Addr2 до DDR4, включая ноутбучные варианты. Он имеет синхронный PWM buck контроллер, также линейный регулятор с максимальным током полтора ампера, буферизированный опорный сигнал с низким уровнем шума. В данном контроллере обеспечивается низкий ток покоя, высокая эффективность, высокая точность и низкие пульсации за счет применения в нем топологии CR-500, которую мы с вами рассматривали на примере ШИМ контроллера RT6585. Из основных характеристик данного контроллера хотелось бы отметить низкий потребляемый ток покоя, быструю реакцию изменения нагрузки в течение 100 на секунду, 1 процент погрешность относительно линии нагрузки по линии регулируемого выходного диапазона напряжения от 0,675 до 3 Вольт с разбивкой на все возможные варианты оперативной памяти DDR4 и LPDDR4. Диапазон входного напряжения составляет от 4,5 до 26 Вольт. Частота ШИМ контроллера регулируется номиналом установочного резистора. ШИМ контроллер имеет защиту от повышенного и пониженного напряжения, плавный пуск, линейное изменение внутреннего напряжения, индикатор соответственно Power Good. Куда же без него! Полутораамперный LDO по линии VTT, буферизированный опорный сигнал, высокая точность по вот этой референсной линии VTT составляет всего лишь плюс-минус 20 милливольт. Контроллер достаточно распространен, чаще всего встречается в ноутбуках, имеет обозначение на своем корпусе, как это любят делать Rich-Tech, цифра-буквенная, то есть отдельно каждый вывод переводить не буду, мы сейчас это рассмотрим в составе структурной и типовой схемы подключения. Структурная схема у нас с вами разделена на два блока: блок, который отвечает за формирование напряжения VDQ, и блок, который у нас отвечает за LDO. Ну что же, давайте остановимся на блоке, который отвечает у нас за формирование VDQ. Первое, что бросается в глаза, — вывод VDD, который является выводом питания. Он поступает на таймер плавного пуска, поступает на компаратор, который будет управлять у нас дальнейшей логикой включения верхнего и нижнего плеча, ну и соответственно на внутренние схемы контроллера. Также у нас присутствует такое напряжение, как VREF, которое формируется внутри самого контроллера. Оно формируется за счет опорного напряжения, вид точнее логического уровня на этом выводе. Для того чтобы понять, что у нас здесь может присутствовать, обратимся сразу в таблицу типовых значений напряжений. Как видим, высокий логический уровень будет равен минимальному значению напряжения 0,75 В. Этот уровень — это соответственно данный вывод. В идеале он будет подтянут к массе, и если пролистаем datasheet до 17 страницы, то нам станет понятно, что при низком логическом уровне на выводе VDD у нас референсное напряжение будет составлять 0,675 Вольта, при высоком — 0,75 Вольта. Данное напряжение учитывается при формировании напряжения VDQ. Значение 0,675 и 0,75 является значением VF, которая после этого умножается на сумму единицы и отношения номинала резисторов R1 и R2. Давайте посмотрим на типовой схеме включения, где эти резисторы находятся, и обращаясь к типовой схеме включения, резисторы R1 и R2 обозначены номиналами 16-20 килоом и позиционными значениями R5 и R6. Средняя точка данного резистивного делителя у нас подходит к выводу номер девять TON, который резистором подсоединяется к напряжению не самого питания ШИМ контроллера, а как напряжению стока верхнего ключа. Давайте разберемся, что это за вывод. Обратимся к структурной схеме. Вывод TON и вывод VDQ, то есть выходное напряжение, формируемое ШИМ контроллером, у нас поступает на однотактный компаратор включения, один вход которого как раз таки смотрит на выходное напряжение VDQ, а другой его вход измеряет входное напряжение TON и преобразует его в ток. Этот ток пропорционален входному напряжению, используется для зарядки конденсатора, который должен стоять в этом однотактном компараторе. Он тайм — это время, необходимое для того, чтобы напряжение на этом конденсаторе зарядилась от 0 до уровня, прямо пропорционального выходному напряжению и обратно пропорционального входному напряжению. Эта реализация приводит к почти постоянному переключению частоты без необходимости как такового тактового генератора. Если мы обратимся к 14 странице, мы с вами подробно увидим формулу расчета, как это проводится: номинал резистора RTON, напряжение VDQ, входное напряжение, опять номинал резистора RTON, используем коэффициент и получаем частоту генерации, которая будет сформирована самим ШИМ контроллером. Типовое значение по datasheet данного номинала резистора является 620 килоом, но не будем забывать про топологию CCRSOT, и в связи с чем у нас максимальная частота равна 450 кГц для данного ШИМ контроллера. Согласно номиналу 620 килоом будет достигаться только при максимальном токе нагрузки, доходящем до 10 ампер. Дальше можно поговорить о защитах. Сразу бросается в глаза защита по температуре, смысла говорить о ней нет, она настроена самим контроллером. Идем дальше. Защита по превышению напряжения и по низкому уровню напряжения. Как видим, опорное напряжение является... номер шесть, верхнее плечо которого подключается к формируемому напряжению VDQ. Соответственно, мы видим, что защита будет срабатывать, если у нас напряжение будет ниже 0,45 Вольт и если оно будет выше 115 процентов напряжения аварии. Кстати, что примечательно, согласно данной структурной схемы, вывод PowerGood, вывод с открытым стоком, у нас формируется только на основании напряжения VREF. Если это напряжение не превышает, точнее не опускается ниже уровня 85 процентов VREF, то PowerGood будет сформирован. Следующий вывод CS — по классике вывод, определяющий максимальный ток нагрузки, и на 15 странице мы можем видеть с вами формулы по расчету номинала резистора, который должен быть установлен относительно этого вывода к массе, который будет ограничивать ток. Итак, давайте теперь поговорим про управляющие. Если мы переместимся с вами на 18 страницу datasheet, нас встретит очень любезная табличка, которая объяснит, в чем логика данных выводов. Если у нас S3 и S5 оба находятся в высоком логическом уровне, то у нас формируются все три напряжения: VDQ, VTT и VTT. Если мы S3 сделаем в низком логическом уровне, а S5 оставим в высоком, то у нас будет сформировано все, кроме VTT. И соответственно оба низких логических уровня у нас отключают все выходные напряжения. При этом на седьмой странице мы с вами можем наблюдать, что высокий логический уровень для этих выводов у нас начинается от двух Вольт, низкий логический уровень соответственно — желательно, чтобы они были подтянуты к массе. Таким образом, верхнюю структурную схему мы с вами разобрали все выводы, перемещаемся плавно к нижней, которая отвечает за LDO. Как видим, S3 и S5 логика уже понятна. В дополнение это выходное напряжение, которое поступает через резистивный делитель на компаратор и далее через цепочку опять же компараторов, которые включают также отдельный блок термальной защиты. У нас поступает на выход, который формирует несколько напряжений VTT и VTT. Давайте посмотрим, что такое VLDOIN. Перемещаясь к типовой схеме включения, это 19 вывод, который у нас является выходным, формируемым напряжением VDQ. На основании него формируется напряжение VTT, равное половине VLD1 VTT SNS. Возвращаясь к типовой схеме включения, VTT SNS — второй вывод, он с вами соединяется с 20 выводом напряжения VTT, можно сказать, что это обратная связь по напряжению VTT. Итак, подводя общий итог, можно рассмотреть часть схемы ноутбука Asus, где используется данный контроллер. Обращаю ваше внимание, что надписи немного смещены в вертикальном направлении, поэтому будьте внимательны, чтобы не запутаться. 5 Вольт через резистор 1 у нас поступает на 12 вывод VDD, запомнили. Можно сразу обратить внимание, что вывод 11 VDD у нас соединен с массой. О чем нам это говорит? Вспоминаем табличку из datasheet о том, что напряжение VREF будет на уровне 0,675 Вольта. Итак, смотрим условия запуска: S3 — низкий логический уровень, S5 — высокий логический уровень. Значит, у нас будут сформированы два напряжения — это VDQ и VTT. А вот силовой VTT формироваться...
