CXDC65283A 双路输出 AMD SVI2 同步降压控制器 | G-NAVP + 集成驱动 | 动态负载线 - 嘉泰姆电子

CXDC65283A 双路输出 AMD SVI2 同步降压控制器 | G-NAVP + 集成驱动 | 动态负载线 - 嘉泰姆电子

产品型号:CXDC65283A
产品类型:DC-DC转换器
产品系列:Vcore AMD CPU Vcore 解决方案
产品状态:量产
浏览次数:20 次
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产品简介

CXDC65283A 是一款双路输出 PWM 控制器,兼容 AMD SVI2 规范,支持 CPU 核心(VDD)与北桥(VDDNB)供电,采用 G-NAVP 拓扑,集成 2 路 MOSFET 驱动器,支持动态负载线与零负载线,内置 ADC 遥测,具备 OV/UV/NV/UVLO 及双 OCP 保护,适用于 AMD SVI2 移动 CPU 与笔记本电脑,采用 WQFN-40L 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~26V
输出电压 (VOUT)5V
工作频率300kHz
转换效率95%
封装类型WQFN5x5-40
TopologyVcore AMD CPU Vcore 解决方案
Control methodPWM/PFM
Switching frequency300kHz
Protection过流/过压/过温
FeaturesAdjustable Frequency;Built-in Bootstrap Switch;DCR Current Sense;Diode Emulation Mode;Droop Control;Enable Input;Fast Transient Response;G-NAVP Control;OCP;OVP;Power Good;SCP;UVP
Operating temp-40℃~125℃
Precision±1%
Built-in DAC GeneratorYes
Number of MOSFET Drivers1;1
Accuracy (Vout>=1V) (+/- %)0.5
VID Table SupportSVI2
Number of Phases1;1

产品详细介绍

CXDC65283A 双路输出 AMD SVI2 同步降压控制器
1相 VDD + 1相 VDDNB | 集成2路MOSFET驱动器 | G-NAVP™ | 0.5% DAC精度

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXDC65283A | 封装:WQFN-40L(5×5mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXDC65283A 是一款高度集成的 双路输出 PWM 控制器,全面兼容 AMD SVI2 电压调节器规范,可同时支持 CPU 核心(VDD)与 CPU 北桥部分(VDDNB)供电。芯片采用 CCRCOT(Constant Current Ripple Constant On-Time)与 G-NAVP™(Green Native Adaptive Voltage Positioning)专利拓扑,可轻松满足 AMD 各类 AVP(Adaptive Voltage Positioning,自适应电压定位)的 VDD/VDDNB 需求。通过设置误差放大器的直流增益即可方便地编程 droop,配合适当的补偿,负载瞬态响应可达到优化的 AVP 性能。CXDC65283A 同时集成 2 路嵌入式 MOSFET 驱动器,支持动态负载线与零负载线,轻载时进入二极管仿真模式(DEM),在不同负载条件下均可实现高达 90% 的效率。芯片内置 ADC 用于 Vout 与 Iout 遥测上报,提供 PGOOD 电源正常指示、OCP_L 过流指示及双 OCP 机制,并具备过压、欠压、负压等完整故障保护功能。CXDC65283A 采用 WQFN-40L(5×5mm) 封装,是 AMD SVI2 移动 CPU 与笔记本电脑电源方案的理想选择。

核心优势: AMD SVI2 兼容 | 1相 VDD + 1相 VDDNB | 集成 2 路 MOSFET 驱动器 | G-NAVP™ AVP 拓扑 | 动态负载线与零负载线 | 轻载 DEM 模式 | 内置 ADC 遥测 | 双 OCP 机制 | OV/UV/NV/UVLO 保护 | 0.5% DAC 精度 | 快速瞬态响应 | 40 引脚 WQFN 封装 | RoHS 无卤素。

1. 产品概述与市场定位

在 AMD SVI2 移动平台中,CPU 核心(VDD)与北桥(VDDNB)供电需要高精度、快速动态响应以及灵活的负载线管理。CXDC65283A 作为一款面向 AMD SVI2 规范的双路输出 PWM 控制器,通过 G-NAVP™ 拓扑将有限增益峰值电流模式与 CCRCOT 恒定导通时间控制相结合,在保证高直流精度的同时实现简单直观的 AVP 设计。芯片集成了两路 MOSFET 驱动器,可直接驱动高侧与低侧功率管,减少外部元件数量并优化开关性能。

CXDC65283A 的两路输出分别服务于 VDD 与 VDDNB,支持 动态负载线(Dynamic Load-Line)与 零负载线(Zero Load-Line),可根据平台需求灵活配置。芯片内置 ADC 用于 Vout 与 Iout 数字遥测,并通过 SVI2 接口与处理器通信,支持 VOTF 完成指示及电压/电流编码上报。轻载时,控制器自动进入二极管仿真模式(DEM),配合智能相位管理实现全负载范围的高效率。CXDC65283A 还提供 PGOOD、OCP_L 指示以及完整的过压、欠压、负压保护,采用 WQFN-40L(5×5mm) 封装,是 AMD SVI2 移动 CPU 与笔记本电脑电源方案的高集成度单芯片解决方案。

2. 主要特点与技术亮点

AMD SVI2 兼容CPU 核心 + 北桥供电
双路输出1相 VDD + 1相 VDDNB
集成 2 路驱动器减少外部元件
G-NAVP™ 拓扑简易 AVP 负载线设计
动态/零负载线灵活平台配置
轻载 DEM最高 90% 效率
内置 ADCVout/Iout 遥测上报
双 OCP 机制OCP_TDC + OCP_SPIKE
  • G-NAVP™ 控制模式:基于有限增益峰值电流模式与 CCRCOT 恒定导通时间控制,实现高直流精度与快速瞬态响应,负载线设计简单直观。
  • 动态负载线与零负载线:支持动态负载线(Dynamic Load-Line)与零负载线(Zero Load-Line),满足不同 AMD 平台对 AVP 的差异化需求。
  • 集成 2 路 MOSFET 驱动器:内置高侧与低侧栅极驱动器,可直接驱动外部功率 MOSFET,减少外围器件并优化开关性能。
  • 轻载高效与 DEM:轻载时自动进入二极管仿真模式(DEM),根据负载条件优化效率,最高可达 90%。
  • 内置 ADC 遥测:集成 ADC 用于 Vout 与 Iout 数字编码上报,通过 SVI2 接口与处理器通信,支持 VOTF 完成指示。
  • 双 OCP 保护机制:提供 OCP_TDC(时间与电流阈值)与 OCP_SPIKE(逐周期电流阈值)双重保护,并支持 OCP_L 指示输出。
  • 全面故障保护:集成过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、负压保护(NVP)及欠压锁定(UVLO),确保系统安全。
  • 动态 VID 增强:支持动态 VID 期间的电流保持与 DVID 补偿,可提升 Dynamic VID 压摆率并调整 VOTF 完成时序。
  • 过时钟偏移功能:通过 OFS/OFSA 引脚实现宽范围输出电压偏移,支持外部偏移使能与初始偏移设置。
  • 快速响应(Quick Response):检测负载瞬态并生成快速响应脉冲,迅速提升负载电流供给能力。
  • 平台设置引脚:SET1 与 SET2 引脚可配置 OCP_TDC 阈值、DVID 补偿、内部斜坡幅度、OCP 触发延迟、VDDNB 零负载线及快速响应阈值。

3. 引脚封装图

引脚封装图
引脚封装图

CXDC65283A 采用 WQFN-40L(5×5mm) 封装,引脚布局围绕双路输出与集成驱动器精心规划:VDD 控制器具备独立的电流检测(ISEN1P/ISEN1N)、电压检测(VSEN)、反馈(FB)、补偿(COMP)、电流监测(IMON)与导通时间设置(TONSET);VDDNB 控制器具备对应的 ISENA1P/ISENA1N、VSENA、FBA、COMPA、IMONA 与 TONSETA。芯片同时提供 SVI2 接口(SVC、SVD、SVT)、PWROK、OCP_L、PGOOD、PGOODA、EN、VCC、PVCC、BOOT/BOOTA、UGATE/UGATEA、LGATE/LGATEA、PHASE/PHASEA 等引脚。所有 GND 通过底部裸露焊盘连接至大面积 PCB 地平面以实现最佳散热。

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
VCC 控制器供电 -0.3 6.5 V
PVCC 驱动器供电 -0.3 6 V
RGND 远端检测地 -0.3 0.3 V
TONSET/TONSETA 导通时间设置 -0.3 28 V
BOOTx - PHASEx 自举电压 -0.3 6 V
PHASEx (DC) 开关节点 -0.3 32 V
PHASEx (<20ns) 瞬态开关节点 -8 38 V
LGATEx (DC) 低侧栅极 -0.3 6 V
UGATEx - PHASEx 高侧栅极 -0.3 6 V
TJ 结温 — 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD (HBM) 人体模型 — 2 kV
推荐工作条件
参数 最小值 最大值 单位
VCC / PVCC 供电电压 4.5 5.5 V
输入电压 VIN 4.5 26 V
结温范围 -40 125 °C
环境温度范围 -40 85 °C
关键电气特性 (VCC=5V, TA=25°C)
参数 条件 典型值 单位
工作电流 EN=3V,无开关 12 mA
关断电流 EN=0V 5 μA
PVCC 工作电流 VBOOTx=5V,无开关 120 μA
驱动器 POR 阈值 PVCC 上升 3.85 V
驱动器 POR 迟滞 — 200 mV
DAC 精度 VFb=1.0000-1.5500V,无负载 ±0.5 %
动态 VID 压摆率 Fast 7.5-12 mV/μs
误差放大器直流增益 RL=47kΩ 70-80 dB
误差放大器增益带宽积 CLOAD=5pF 10 MHz
电流检测输入失调电压 — ±0.2 mV
VDD 电流镜像增益 — 97-103 %
VDDNB 电流镜像增益 — 194-206 %
VDD 内部总电流检测增益 — 0.4 V/V
VDDNB 内部总电流检测增益 — 0.8 V/V
零电流检测阈值 — 1 mV
TONSET 最小电压 — 0.5 V
TONSET 导通时间 RTON=80μA, VFB=1.1V 270-340 ns
最小关断时间 — 250 ns
V064 参考电压 — 0.64 V
V064 灌电流能力 V064=0.64V 800 μA
UVLO 阈值 VCC 下降 4.2 V
OVP 阈值 VID > 0.9V VID+325 mV
UVP 阈值 相对 VID -500 mV
每相 OCP 阈值 ISENN 每相 10 μA
OCP_SPIKE 阈值 DCR=1.1mΩ, RCS=680Ω, RIMON=52.3kΩ 27-33 A
PGOOD/PGOODA 阈值 相对 Boot VID -300 mV
PGOOD/PGOODA 延迟 VSEN=Boot VID 至 PGOOD 拉高 70-130 μs
UGATE 上升时间 3nF 负载 8 ns
UGATE 下降时间 3nF 负载 8 ns
LGATE 上升时间 3nF 负载 8 ns
LGATE 下降时间 3nF 负载 4 ns

5. 典型应用电路

典型应用电路
图2. 典型应用电路

CXDC65283A 的典型应用电路包含两路独立降压功率级:VDD 控制器配置 1 相功率级,通过集成的高侧与低侧 MOSFET 驱动器直接驱动外部功率管,配合电感与 DCR 电流检测网络实现电流采样;VDDNB 控制器同样配置 1 相功率级,服务于北桥供电域。芯片通过 SVI2 接口(SVC/SVD/SVT)与 CPU 通信,通过 PWROK 引脚监测系统电源状态。IMON/IMONA 引脚外接 RIMON/RIMONA 电阻实现电流上报,TONSET/TONSETA 引脚外接 RTON 电阻设定导通时间,OFS/OFSA 引脚外接电压实现输出电压偏移,SET1/SET2 引脚通过电阻分压配置平台参数。

6. 工作原理与设计指导

6.1 G-NAVP™ 控制模式

CXDC65283A 采用 G-NAVP™(Green Native AVP)拓扑,基于有限增益峰值电流模式与 CCRCOT 恒定导通时间控制。当负载电流增加时,电流检测信号 VCS 上升,稳态 COMP 电压随之上升,导致输出电压 VVDD 下降,从而实现 AVP。误差放大器输出端添加了近直流失调消除电路,以消除有限增益峰值电流模式固有的输出失调。该拓扑兼具高直流精度与快速瞬态响应,且负载线设计简单直观。

6.2 负载线(Droop)设置

通过合理设置误差放大器增益即可轻松实现自适应电压定位(AVP)。目标输出电压为:

VVDD = VDAC,VDD - ILOAD × RDROOP

根据图 8 中的开关条件 VCOMP2 = VCS,可求得所需的误差放大器增益:

AV = R2/R1 = G1/RDROOP
G1 = (RSENSE/RCS) × RIMON × 4/10

其中 G1 为内部电流检测放大器增益,RSENSE 为电流检测电阻(若未使用外部检测电阻,则为电感等效电阻),RDROOP 为等效负载线电阻及期望的静态输出阻抗。VDDNB 控制器的负载线设置类似,仅电流检测增益系数不同(G1 中系数为 8/10)。

6.3 环路补偿

采用 Type-II 补偿器(一个极点、一个零点)即可实现适当补偿。补偿器的极点频率应设置为补偿输出电容 ESR 零点:

fp = 1/(2π × C × RC)
C2 = C × RC / R2

补偿器的零点应放置在开关频率的一半处,以滤除开关相关噪声:

C1 = 1/(R1 × π × fSW)

6.4 导通时间(TON)设置

通过在 VIN 与 TONSET 之间连接电阻 RTON 设定 UGATE 导通时间。当 0.5V ≤ VDAC < 1.8V 时:

tON = 24.4 × 10-12 × RTON / (VIN - VDAC,VDD)

当 VDAC ≥ 1.8V 时,采用伪恒定频率技术修改导通时间方程:

tON = 13.55 × 10-12 × RTON × VDAC,VDD / (VIN - VDAC,VDD)

VDDNB 控制器的 TON 设置通过 TONSETA 引脚实现,方程类似。

6.5 电流检测设置

CXDC65283A 采用连续电感电流检测,支持电流检测电阻或电感 DCR 检测。使用电感 DCR 可实现更高效率,需满足:

L / DCRL = RX × CX

相电流 IL 与检测电流 ISENIN 的比例由等效检测电阻 RCS 与电感 DCRL 决定:

ISENIN = IL × DCRL / RCS

RCS 推荐值为 500Ω 至 1.2kΩ。考虑到电感容差,RX 需在板上根据瞬态电压调整。

6.6 每相过流保护(PHOCP)

每相过流保护通过比较检测电流与 PHOCP 阈值电流实现,RCS 决定 PHOCP 阈值:

RCS = IL_PERPHASE(MAX) × DCRL / (8 × 10μA)

触发后,控制器将关断所有高侧/低侧 MOSFET 以保护 CPU。

6.7 双 OCP 机制

CXDC65283A 具备双 OCP 机制:OCP_TDC 为时间与电流阈值,当输出电流超过 TDC 一定百分比并持续触发延迟时间后动作;OCP_SPIKE 为逐周期电流阈值,当输出电流超过 IDD_SPIKE 一定百分比时触发。任一机制触发后,控制器拉低 OCP_L 并延迟动作。用户可通过 RIMON 设置 OCP_SPIKE 阈值,并通过 SET1 引脚设置 OCP_TDC 阈值(参考 OCP_SPIKE 的百分比)。

6.8 过压、负压与欠压保护

  • 过压保护(OVP):当 VID < 0.9V 时,VVSEN 超过 0.9V + 325mV 触发 OVP 并锁存;当 VID > 0.9V 时,VVSEN 超过内部基准 325mV 触发。触发后 VDD 控制器导通低侧 MOSFET、关断高侧 MOSFET,另一路进入软关断序列。1μs 延迟用于防误触发。
  • 负压保护(NVP):OVP 锁存期间,若 VSEN 低于 0V,NVP 触发并关断所有低侧 MOSFET,高侧保持关断;若输出电压回升至 0V 以上,OVP 锁存重新导通低侧 MOSFET。NVP 仅在 OVP 触发后有效。
  • 欠压保护(UVP):若 VVSEN 低于内部基准 500mV,触发 UVP 锁存并关断高侧与低侧 MOSFET,另一路进入软关断序列。3μs 延迟用于防误触发。
  • 欠压锁定(UVLO):当 VCC 低于 IC POR 阈值时触发 UVLO,强制关断所有高侧与低侧 MOSFET。3μs 延迟用于防误触发。

6.9 SVI2 接口与工作模式

CXDC65283A 遵循 AMD SVI2 协议,通过 SVC、SVD、SVT 三线总线与处理器通信。SVI2 接口支持 20MHz 高速模式,SVD 数据包包含 Start 信号、三个数据字节及 Stop 信号。芯片接收 SVID 码后解码并执行命令,同时可采样并上报 VDD 与 VDDNB 域的电压和电流遥测。VDD 与 VDDNB 控制器默认工作于 CCM 模式,根据 PSI 命令可在 DEM 与 CCM 之间切换。

6.10 差分远端检测设置

VDD 与 VDDNB 控制器具备差分远端检测输入,可消除 PCB 走线、处理器内部电源路径及插座接触电阻引起的电压降。将 RGND 连接至 VSS_SENSE,FB 通过电阻连接至 VDD_SENSE,FBA 通过电阻连接至 VDDNB_SENSE,VSS_SENSE 以独立走线连接至 RGND。精密基准电压以 RGND 为参考,实现精确远端检测。

6.11 SET1 与 SET2 引脚设置

SET1 引脚用于设置 VDD 与 VDDNB 控制器的 OCP_TDC 阈值、DVIDx 补偿位 1 及内部斜坡幅度(RSET/RSETA);SET2 引脚用于设置 OCP 触发延迟时间、DVIDx 补偿位 0、外部偏移功能、VDDNB 零负载线及快速响应阈值。平台设计者通过电阻分压在这些引脚上设定电压,ADC 在上电后仅监测并解码一次。

7. 基于 CXDC65283A 的 AMD 移动平台供电设计实例

设计目标:一款 AMD SVI2 移动平台笔记本,为 CPU 核心(VDD,1 相)与北桥(VDDNB,1 相)供电,输入电压 12V,VDD 最大输出电流 25A,VDDNB 最大输出电流 15A,开关频率约 500kHz。

  • 系统配置:选用 CXDC65283A,VDD 与 VDDNB 各配置 1 相功率级,使用集成驱动器直接驱动上下管 MOSFET,电感 0.68μH,DCR 电流检测网络 RX=1kΩ、CX=0.1μF。IBIAS 引脚外接 100kΩ 1% 电阻,V064 引脚外接 0.47μF 电容。
  • 参数设置:通过 SET1 引脚设置 OCP_TDC 阈值与斜坡幅度,通过 SET2 引脚设置 OCP 触发延迟、外部偏移功能及快速响应阈值。TONSET 外接 RTON 电阻设定导通时间,IMON/IMONA 外接 RIMON/RIMONA 电阻设定电流监测输出。
  • 上电过程:VCC > 4.2V 且 PVCC > 3.85V 后 POR 置高,等待 EN 命令。EN > 2V 后芯片进入启动序列,VDD 与 VDDNB 以 3mV/μs 软启动压摆率升至 Boot VID(由 SVC/SVD 在上电时决定)。输出电压进入调节范围后 PGOOD/PGOODA 置高,PWROK 置高后 SVI2 接口开始运行。
  • 动态 VID 与快速响应:动态 VID 事件期间,控制器保持电感电流以维持负载线,DVID 补偿可提升压摆率并调整 VOTF 完成时序。快速响应功能检测负载瞬态并生成快速响应脉冲,脉宽与 tON 相近,迅速提升负载电流供给。
  • 保护配置:使能 OVP、UVP、NVP、UVLO 及双 OCP,每相 OCP 阈值通过 RCS 设定,OCP_SPIKE 阈值通过 RIMON 设定,OCP_TDC 阈值通过 SET1 引脚设定。
  • PCB 布局:功率回路尽可能短,电流检测采用差分 Kelvin 连接,SW 节点面积最小化,AGND/PGND 单点连接于裸露焊盘,散热焊盘多过孔散热。VCC 与 PVCC 去耦电容紧靠芯片放置,BOOT 自举电容靠近 BTST 与 PHASE 引脚。
设计支持: 嘉泰姆电子提供 CXDC65283A 评估板、参考设计(原理图、BOM、PCB 布局)及 FAE 技术支持。

8. PCB 布局建议

  • 功率回路最小化:输入电容、上下管 MOSFET 与电感紧密布局,减少寄生电感和电阻。SW 节点面积尽可能小以降低 EMI。
  • 电流检测 Kelvin 连接:ISEN1P/ISEN1N 与 ISENA1P/ISENA1N 从电感 DCR 网络两端直接引出差分走线,避免大电流路径干扰;RX 建议采用两个 0603 电阻串联以提升电流遥测精度,CX 建议 0.1μF X7R/0603。
  • IMON 与 V064 网络:IMON/IMONA 引脚外接 RIMON/RIMONA 电阻,V064 引脚外接 0.47μF 去耦电容;IBIAS 引脚仅能连接 100kΩ 1% 电阻至 GND。
  • SET1/SET2 网络:SET1/SET2 引脚通过电阻分压设定电压,走线远离功率噪声源;ADC 解码后引脚会产生 40μA 电流,需注意分压电阻取值。
  • 地线分割:PGND(功率地)与 AGND(模拟地)分开,在裸露焊盘处单点连接。VSEN/FB/COMP、ISEN、IMON、TONSET 等敏感信号以 AGND 为参考。
  • 散热设计:裸露焊盘必须焊接至大面积地平面,多过孔散热。根据热设计公式 PD(MAX) = (TJ(MAX) - TA) / θJA,WQFN-40L 5×5 封装 θJA=27.5°C/W,TA=25°C 时最大功耗约 3.64W。
  • 自举电容:BOOT 与 PHASE 之间的自举电容(典型 0.1μF)紧靠芯片放置,走线短而宽。
  • SVI2 走线:SVC/SVD/SVT 走线远离功率噪声源,PWROK 引脚按系统电源状态正确连接。

9. 订购信息与技术支持

CXDC65283A 采用 WQFN-40L(5×5mm,W-Type) 封装,无铅、RoHS 合规且无卤素,符合 IPC/JEDEC J-STD-020 现行要求。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、平台配置工具和 FAE 现场支持。

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