长工微IS6201A——国产高速数字通讯多相DCDC控制器

随着大数据、云计算、人工智能的兴起，通信基站、数据中心等基础设施的新建，数据存储及计算处理需求的激增，计算速度和运算量的缺口，需要更大电流的CPU、GPU及ASIC来满足，与此同时，对电源芯片也提出了更高的要求。能够输出稳定的大电流已是电源芯片最基本的功能，高精度的动态调整和优秀的工作效率同样也是工程师在选型时考虑的重要因素……

东莞市长工微电子有限公司自主研发设计的多数字接口、超高效率、具有快速动态响应的8相PWM控制器——IS6201A，搭配智能功率级, 即可稳定输出大电流，完美满足工程师的需求，轻松应对工业，通讯和计算等领域。

多相控制器——IS6201A

IS6201A是一款双回路数字多相降压控制器，专为CPU电压调节而设计，完全符合AMD SVI2规范。

IS6201A使用我们获得专利的涡轮恒定导通时间(TCOTTM)控制算法来实现闪电般的快速瞬态响应。它还包括专有的效率整形技术，可在整个负载范围内实现卓越的效率。动态相位控制功能可根据负载电流增加/减少相位。IS6201A可配置为1相或2相PS1操作，自动或通过命令进行有源二极管仿真。

IS6201A 同时兼容IIC、PMBusTM、AMD SVI2数字通讯协议。其中IIC作为主体控制，定义了芯片的各个功能及配置；用户可通过PMBusTM、AMD SVI2通讯来设置芯片的输出电压、读取芯片的输出电压等功能。

IS6201A 提供 OVP、UVP、OCP、OTP 和CAT_FLT故障保护，可与DCR电流检测、精密电流检测电阻器和长工微智能功率级配合使用。 IS6201A还包括众多多相电压调节器（VR）设计简化和差异化功能，如寄存器诊断。总之，IS6201A正在以最少的外部元器件实现VR 解决方案。

丰富的功能和优秀的动态特性

1.支持两个LOOP的输出相数设置

用户可通过芯片内部的MTP设置如8+0/7+1/6+2等的LOOP相数组合。下图分别为8+0以及6+2组合简图：

2.支持LOAD LINE功能设置

IS6201A支持用户通过外部RCSP&RCSM以及芯片寄存器数据自主设LOAD LINE功能的开启以及LOAD LINE大小。IS6201A 4相LOAD LINE曲线图如图4所示：

图4. IS6201A 4相LOAD LINE曲线图

3.超高电流精度

Load < 100A，精度在+/-3A以内， Load >= 100A精度在 +/-3% *LOAD以内，下图为IS6201A电流精度曲线：

图5. IS6201A电流精度曲线图

4.相数自动调整功能

IS6201A支持根据负载电流大小自动调整相数的功能,以提高整个负载范围内的效率。从轻载到重载，IS6201A自动调整相数示例图如下：

图6. 从轻载到重载，IS6201A自动调整相数示例图

5.适应快速的瞬态变化

IS6201A的瞬态调节可以适应后端负载快速跳变的应用场景，当后端负载快速变化，电压改变范围较小。下图为IS6201A的瞬态调节示例图：

图7. IS6201A的瞬态调节示意图

6.支持PMBusTM、SVI2通讯协议快速调压

IIC、PMBusTM最高通讯频率为1MHz，SVI2最高通讯频率为20MHz，两种模式来满足不同平台的调压需求。PMBusTM 调压步进为1mV/LSB，SVI2调压步进为1mV/LSB。

图8. 调压波形图示例图

成熟的市场级应用方案

1.IS6201A搭配长工微大电流智能功率级（SPS）IS6806A/IS6809A，可以轻松实现服务器、台式机主板等平台320A以上大电流的稳定供电。

IS6806A/IS6809A是内置内部功率MOSFET和栅极驱动器的集成智能功率级，采用 5 mm x 6 mm QFN封装，具有70A大电流能力。IS6806A/IS6809A因为栅极驱动器和功率MOSFET的内部集成优化了死区时间，并减少了寄生电感，从而实现了高效率、出色的热性能以及高功率密度。IS6806A/IS6809A可接收多相控制器的三态脉宽调制（PWM）信号，支持故障警报功能，例如HS FET过流、过热和HS MOSFET短路故障，同时支持精确的电流采样和温度采样功能，以分别实现电感电流的检测并报告结温。不同的是，IS6806A电流信号采用电压型反馈，IS6809A电流信号采用电流型反馈。相同的是，两者都适合要求性能和稳定的服务器和台式机方案。以IS6806A为例，与IS6201A搭配简图如下图：

图11. IS6201A+IS6806A 6+2组合简图

2.IS6201A搭配长工微大电流智能功率级（SPS）IS6811A，可以适配笔记本的应用，8相同步工作可以提供高达200A的供电电流。

IS6811A为集成驱动以及功率MOS管的功率级芯片，3mm×5mmQFN封装，在4.5V-24V宽输入电压范围内实现30A的连续输出电流。IS6811A还带有电流监测和温度监测功能，由于优化死区时间和减少寄生电感，可以在100kHz至2MHz的频率范围内高效率工作。和友商比较，图13左为开关频率1兆赫兹，图13右是开关频率在2兆赫兹下，其峰值效率和重载效率都高于友商。从图14可看出IS6811A器件能够承受高于最大工作电流4倍的电流，两倍于竞品，而竞品最大电流为80A，我们的器件最大电流达到了160A。此外，IS6811A非常适合注重效率和小尺寸的笔记本电脑应用。

图13. IS6811A与友商的效率对比图

图14. 单颗IS6811A峰值电流160A的实测波形

图15. IS6201A+IS6811A 6+2组合简图

国产替代的优选方案

IS6201A作为长工微首款多相控制器，具有数字接口多、效率高、动态响应快的优势，可以兼容控制多款长工微大电流智能功率级芯片。无论是追求性能和稳定的服务器和台式机，还是注重效率和尺寸的笔记本，IS6201A都给出了完美的解决方案。长工微作为国产电源芯片企业，又一次向世界证明了“中国芯”，为国内多相控制器领域贡献力量！

【关于长工微】

东莞市长工微电子有限公司成立于2016年5月，坐落于东莞松山湖，拥有数十人专业技术团队，坚持自主正向研发，致力于低压大电流电源芯片设计。产品范围包括开关电源、多相控制器、智能功率级、电源模块等。长工微针对CPU供电领域的国产空白，推出全套的解决方案，打破了国外芯片垄断的现状。长工微多相控制器IS6201A搭配智能功率级IS6806A\IS6809A\IS6811A可实现高达320A电流输出，可应用于服务器、台式机和笔记本等领域。

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