CXDC65257BE IMVP9.3兼容四路输出CPU电源控制器 | 混合控制架构 | 5/4/3/2/1相CORE VR - 嘉泰姆电子

CXDC65257BE IMVP9.3兼容四路输出CPU电源控制器 | 混合控制架构 | 5/4/3/2/1相CORE VR - 嘉泰姆电子

产品型号:CXDC65257BE
产品类型:DC-DC转换器
产品系列:Vcore Intel CPU Vcore 解决方案
产品状态:量产
浏览次数:18 次
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产品简介

CXDC65257BE 是一款IMVP9.3兼容的四路输出同步VR控制器,集成5/4/3/2/1相CORE VR、2/1相GT VR、1相SA VR和1相ATOM VR,采用混合控制架构和AQR快速响应,支持I²C接口、0.5% DAC精度、差分远端电压检测、内置ADC和MTP NVM,WQFN-52L封装。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)4.5V~24V
输出电压 (VOUT)5V
工作频率600kHz
转换效率95%
封装类型WQFN6x6-52
TopologyVcore Intel CPU Vcore 解决方案
Control methodPWM/PFM
Switching frequency600kHz
Protection过流/过压/过温
FeaturesAdjustable Frequency;Cycle-by-Cycle Current Limit;Diode Emulation Mode;Droop Control;Enable Input;Fast Transient Response;I2C;Internal Compensation;OCP;OVP;Power Good;SCP;Stable with Ceramic Capacitor;UVP
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Built-in DAC GeneratorYes
Accuracy (Vout>=1V) (+/- %)0.5
VID Table SupportIMVP9.3
Number of Phases1;1;2;5

产品详细介绍

CXDC65257BE IMVP9.3兼容四路输出CPU电源控制器 | 混合控制架构 | 5/4/3/2/1相CORE VR - 嘉泰姆电子

CXDC65257BE IMVP9.3兼容四路输出CPU电源控制器
混合控制架构 | 5/4/3/2/1相CORE VR + 2/1相GT VR + 1相SA VR + 1相ATOM VR | I²C接口

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年4月 | 型号:CXDC65257BE | 封装:WQFN-52L 6x6

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXDC65257BE 是一款四路输出同步VR控制器,完全符合 Intel IMVP9.3 PWM 规范。CXDC65257BE 采用瑞泰克新一代 混合控制架构,无需外部无源元件即可实现快速动态响应。控制环路设置可通过 I²C接口 轻松编程,简化了droop控制设置过程,满足CPU核心供电的所有AVP(自适应电压定位)要求。芯片具备新一代瞬态技术 AQR(Adaptive Quick Response),在负载瞬态期间优化AVP性能并减少输出电容。CXDC65257BE 采用 SPM(Smart Phase Management) 技术,通过可编程电流阈值和迟滞优化系统效率。芯片集成 高精度ADC 用于多信号遥测,包括输入电压、输出电流、各轨温度检测和系统功率监测。内置 MTP NVM 存储自定义配置,可通过ADDR引脚外接电阻选择配置。推荐结温范围 -40°C 至 125°C。

核心优势: Intel IMVP9.3兼容 | 5/4/3/2/1相CORE VR + 2/1相GT VR + 1相SA VR + 1相ATOM VR | 混合控制架构无需外部RC元件 | AQR快速响应 | SPM智能相位管理 | 0.5% DAC精度 | 差分远端电压检测 | 内置ADC遥测 | MTP NVM | I²C接口 | WQFN-52L封装。

1. 产品概述与市场定位

在笔记本电脑和台式机中,CPU供电需要高精度、高效率且满足Intel IMVP9.3规范的电源管理方案。CXDC65257BE 作为一款IMVP9.3兼容的四路输出CPU电源控制器,其核心价值在于将 多相CORE VR控制GT VR控制SA VR控制ATOM VR控制SVID通信I²C配置高精度ADC 集成于单一芯片,显著简化CPU供电设计。

CXDC65257BE 采用 混合控制架构,无需外部RC补偿元件即可实现快速动态响应和良好的稳定性。控制环路设置可通过I²C接口编程,简化droop控制设置。芯片支持 Adaptive Quick Response(AQR) 技术,检测输出电压下降沿并允许所有相位PWM同时导通,优化瞬态响应。CXDC65257BE 采用 SPM(Smart Phase Management) 技术,通过可编程电流阈值和迟滞实现快速相位增减,优化系统效率。芯片还支持 Anti-Overshoot(ANTIOVS) 功能,抑制负载释放时的输出电压过冲。内置 MTP NVM 存储自定义配置,包括droop控制设置、ICCMAX电流、开关频率和SPM电流阈值。

2. 主要特点与技术亮点

IMVP9.3兼容Intel CPU电源规范
5/4/3/2/1相CORE多相Buck控制器
2/1相GT+1相SA多路输出
混合控制架构无需外部RC
AQR快速响应自适应瞬态优化
SPM智能相位效率优化
MTP NVM自定义配置存储
I²C接口标准协议
  • Intel IMVP9.3兼容:满足Intel IMVP9.3串行VID接口规范,支持四路输出。
  • 5/4/3/2/1相CORE VR:支持多相操作,可根据负载动态调整相数。
  • 2/1相GT VR + 1相SA VR + 1相ATOM VR:独立多相Buck控制器。
  • 混合控制架构:无需外部RC补偿元件,具有良好的稳定性和快速动态性能。
  • AQR快速响应:自适应快速响应,检测负载上升沿并自适应调整PWM脉宽。
  • SPM智能相位管理:可编程电流阈值和迟滞,优化系统效率。
  • 0.5% DAC精度:高精度DAC,支持5mV/10mV VID步进。
  • 差分远端电压检测:消除PCB走线、CPU内部走线和插座接触电阻的影响。
  • 内置ADC:用于信号监测和遥测,包括输入电压、输出电流、温度等。
  • MTP NVM:存储自定义配置,可通过ADDR引脚外接电阻选择。
  • I²C接口:标准I²C协议接口,支持100kbps/400kbps。
  • DVID增强:支持动态VID补偿,加快稳定时间。
  • Zero Load-Line:支持零负载线功能。
  • 支持Fast V-Mode(FVM):快速电压模式。
  • VR Ready和热指示:VR_READY和VR_HOT#输出。
  • 焊接良好检测:SET1引脚连接5V并拉高VRON,若焊接良好,两路输出均为非零VBOOT。
  • 全面保护:UVLO、UV、OV、OC、SPS故障指示。
  • WQFN-52L封装:6x6mm紧凑封装,RoHS合规,无卤素。

3. 典型应用电路

CXDC65257BE的典型应用电路包含:VCC供电,CORE VR连接5相功率级(通过SPS智能功率级+电感),GT VR连接2相功率级,SA VR连接1相功率级,ATOM VR连接1相功率级。SVID接口连接CPU(VR_READY、VR_HOT#、VCLK、VDIO、ALERT#),I²C接口连接SM_SCL/SM_SDA,电流检测采用SPS IMON或电感DCR,差分远端检测连接VSEN_A/B/C/D和RGND_A/B/C/D,IMON/IMON_AUX电流监测输出,以及TSEN_A/B/C/D温度监测引脚。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

引脚封装图
引脚封装图

4. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数 (Absolute Maximum Ratings)
符号参数最小值最大值单位
VINSEN, VSYS输入电压检测-0.328V
VCC控制器电源-0.36.5V
VCLK, VDIO, ALERT#SVID接口-0.36.8V
RGND_A/B/C/D返回地-0.30.3V
其他引脚逻辑引脚-0.36.8V
TJ结温150°C
TSTG存储温度-40125°C
ESD (HBM)人体模型2kV
推荐工作条件
参数最小值最大值单位
VCC供电电压4.55.5V
VINSEN, VSYS4.524V
结温-40125°C
关键电气特性 (VCC=5V, TJ=25°C)
参数条件典型值单位
VCC供电电流EN=H, 不开关5.5mA
PS2模式供电电流EN=H, VID=0V4.7mA
PS4模式供电电流EN=H, 不开关63μA
关断电流EN=L53μA
On-Time设置VIN=12V, VID=1.05V, KTON=3.2105ns
最小On-Time40ns
最小Off-Time160ns
VREF电压正常工作1.3V
UVLO上升阈值上升沿4.2–4.45V
OVP阈值相对于VID (VID>1V)VID+350mV
UVP阈值相对于VIDVID-650mV

5. 工作原理与设计指导

5.1 混合控制架构

CXDC65257BE 采用 混合控制架构,结合了偏移消除环路和高速路径。偏移消除环路通过低通滤波器形成正反馈,有效产生无限直流增益以消除稳态误差。高速路径采用有限直流增益的高通滤波器,在负载瞬态时快速响应并触发PWM比较器。芯片支持两种控制模式:Mode 1(2极点2零点)和Mode 2(3极点3零点)。对于非零负载线应用,Mode 1已足够满足所有AVP要求;对于零负载线应用,Mode 2可进一步扩展带宽。

5.2 SVID接口与I²C配置

CXDC65257BE 内置 SVID接口,接收或发送SVID信号与CPU通信。控制逻辑执行SVID命令并发送相关信号控制VR。I²C接口可用于微调控制器性能和功能设置,配置寄存器包括CPU所需寄存器、基本操作必需寄存器和功能设置寄存器。I²C接口不支持时钟拉伸,支持标准模式(100kbps)和快速模式(400kbps)。

5.3 AQR与SPM

CXDC65257BE 支持 Adaptive Quick Response(AQR) 技术,检测输出电压下降沿并允许所有相位PWM同时导通,快速传递功率,显著改善瞬态响应。AQR触发阈值和脉宽可通过NVM设置。芯片采用 SPM(Smart Phase Management) 技术,通过可编程电流阈值和迟滞实现快速相位增减,优化系统效率。SPM阈值以ICCMAX的百分比定义,迟滞为VICCMAX的线性分数。

5.4 电流检测与负载线设置

CXDC65257BE 采用 SPS IMON电流检测。所有ISENxP引脚连接到SPS的IMON引脚,通过终端电阻RSPS参考VREF。等效DCR应满足0.2mΩ至0.8mΩ范围。负载线通过ΔVIMON信号产生所需droop,电流镜增益为0.125 A/A。RLL寄存器可设置为零用于零负载线应用。建议在EN=LOW时编程RLL和RIMON,避免意外的PWM行为和电压误差。

5.5 保护功能

  • 软启动过流保护(SSOCP):从0V初始启动时,当电感电流超过SSOCP阈值(200% ICCMAX),控制器强制所有PWM三态,关断高侧和低侧开关。
  • 总和过流保护(SOCP):SOCP阈值可设置为ICCMAX的百分比,默认为130%。去抖时间为20μs,触发后PWM三态,VR_READY拉低。
  • 过压保护(OVP):OVP阈值与VID相关,VID=0V时屏蔽。去抖时间为0.5μs,触发后PWM强制低电平。
  • 欠压保护(UVP):输出电压低于VID-650mV并持续3μs时触发,PWM三态,关断高侧和低侧开关。
  • SPS/DrMOS故障检测:监测TMON信号,当电压拉至3.3V时检测到故障,阈值2.2V,去抖时间600ns。

5.6 NVM编程与地址设置

CXDC65257BE 提供多个功能设置用于性能调优和BOM优化。这些寄存器可通过I²C接口访问,并使用特定编程指令编程到NVM。NVM编程过程约需450ms,编程期间EN引脚应保持LOW状态。用户可通过ADDR引脚外接电阻设置I²C从地址,支持多个设备连接到单条I²C总线。

6. 基于CXDC65257BE的笔记本CPU供电设计实例

设计目标:一款IMVP9.3兼容的笔记本CPU供电方案,CORE VR采用5相Buck,GT VR采用2相Buck,SA VR采用1相Buck,ATOM VR采用1相Buck,输入电压12V,输出电压0V-1.52V可调。

  • 系统配置:选用CXDC65257BE,VCC接5V。CORE VR使用5个SPS智能功率级+电感。GT VR使用2个SPS。SA VR使用1个SPS。ATOM VR使用1个SPS。SVID接口连接CPU,I²C接口连接EC。
  • 参数设置:通过I²C接口配置ICCMAX、RLL、RIMON、KTON、SPM阈值等参数,通过NVM存储自定义配置。ADDR引脚外接电阻设置I²C从地址。
  • 保护设计:UVLO、OVP、UVP、SOCP、SSOCP、SPS故障检测全面启用,TSEN_A/B/C/D连接SPS TMON引脚实现温度监测。
  • PCB布局:输入电容靠近高侧MOSFET漏极和低侧MOSFET源极,功率回路最小化,电流检测采用Kelvin连接,高速开关节点远离敏感模拟区域。
设计支持: 嘉泰姆电子提供CXDC65257BE评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB布局)及FAE技术支持。

7. PCB布局建议

  • 输入电容:陶瓷输入电容尽可能靠近高侧MOSFET漏极和低侧MOSFET源极,最小化功率回路。
  • 高电流路径:保持短而宽,特别是接地端子。
  • 功率走线:保持短,这是实现高效率的关键。
  • 电流检测:ISENxP和ISENxN采用Kelvin连接,确保电流检测精度。电流检测线必须以差分对形式从SPS布线到控制器,且在同一层。
  • 高速开关节点:远离敏感模拟区域(COMP、FB、ISENxP、ISENxN等)。
  • 散热:WQFN-52L 6x6封装,散热焊盘连接大面积地平面,多过孔散热。

8. 订购信息与技术支持

CXDC65257BE 采用 WQFN-52L 6x6 封装,无铅、RoHS合规,无卤素。产品型号命名规则:CXDC65257BE + 封装类型(N:WQFN-52L 6x6)+ 包装(A:标准)+ 配置代码。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持,包括评估板、参考设计和FAE现场支持。

型号封装包装环保
CXDC65257BEN-AWQFN-52L 6x6标准无卤无铅

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