瑞薩推出工業(yè)用首個(gè)以MCU為基礎(chǔ)可擴(kuò)展供電系統(tǒng)方案

瑞薩電子株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“瑞薩”)，近日發(fā)布了最新的用于個(gè)人計(jì)算機(jī)CPU、服務(wù)器和儲(chǔ)存系統(tǒng)的供電穩(wěn)壓器 (VR) 芯片集誕生。它包括行業(yè)首個(gè)集成微控制器(MCU)數(shù)字接口的VR控制器R2A30521NP和帶集成電流檢測(cè)電路的智能脈寬調(diào)制(PWM)- Driver - MOSFET功率器件DrMOS)[注1] R2J20759NP。.

瑞薩將應(yīng)用新的芯片集于系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)符合VR12.0、VR12.5要求和英特爾VR12.6 VR最新標(biāo)準(zhǔn)的供電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)更大的功率密度、更佳的功率效率和更準(zhǔn)確的操作。

瑞薩VR 12解決方案應(yīng)用領(lǐng)先的MCU、模擬和離散供電技術(shù)。該方案為數(shù)?；旌舷到y(tǒng)，結(jié)合了MCU的靈活性及模擬電路的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)低電耗的精準(zhǔn)高速控制。

最新芯片集的主要特性：

所需電路板空間比現(xiàn)有瑞薩設(shè)計(jì)小40%

相比于使用電感電流測(cè)量輸出電壓的傳統(tǒng)技術(shù)，瑞薩系統(tǒng)采用智能功率器件R2J20759NP，擁有內(nèi)置電流檢測(cè)電路，減少了電板或過(guò)濾器上的電流檢測(cè)線，降低了噪音。

此外，智能供電裝置R2J20759NP擁有一個(gè)小巧的QFN40包，可供每相40安的電流。

低電流連接-待機(jī)模式可延長(zhǎng)電池壽命

下一代筆記本電腦、平板電腦和手機(jī)要求其在待機(jī)模式下只需極少的電量便可完成信息更新。瑞薩R2A30521NP VR控制器使用與RL78 MCU相同的結(jié)構(gòu)，具有超低電源模式。結(jié)合R2J20759NP使用，VR總體供電系統(tǒng)的電耗可在待機(jī)模式下降低約50 mW，連接-待機(jī)模式下降低約0.8 mW。

多種配置支持可擴(kuò)展供電系統(tǒng)，幫助客戶輕松擴(kuò)展產(chǎn)品線

瑞薩產(chǎn)品對(duì)最多兩條電源回路和高達(dá)8相交流電的支持使得其擁有極大的應(yīng)用空間，可應(yīng)用于從10W的筆記本電腦系統(tǒng)到300W的服務(wù)器、高端桌面計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)VR。瑞薩計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)展其產(chǎn)品線，以便順應(yīng)市場(chǎng)對(duì)更多服務(wù)包選項(xiàng)的需求，為客戶提供更大的靈活性，同時(shí)提高產(chǎn)品的功能和性能特征。

除了上述特性，新的系統(tǒng)因其電流檢測(cè)無(wú)需外部線路而擁有極大的噪音耐量。相比之下，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)檢測(cè)電流的復(fù)雜電板線路則對(duì)外部噪音極度敏感，如打開(kāi)/關(guān)閉MOSFET電源產(chǎn)生的噪音也是設(shè)計(jì)電板結(jié)構(gòu)時(shí)需要仔細(xì)考慮的因素。此外，傳統(tǒng)電流檢測(cè)方法應(yīng)用串聯(lián)電阻器的自感應(yīng)，在設(shè)置外部電流檢測(cè)電路數(shù)值時(shí)可能因模式的改變或在電流失衡檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生故障。新的系統(tǒng)可對(duì)集成電源MOSFET的漏電流進(jìn)行直接檢測(cè)，以免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生。

硬件和軟件相互獨(dú)立的二級(jí)設(shè)定提供對(duì)供電系統(tǒng)如過(guò)電流的基礎(chǔ)保護(hù)。例如，穩(wěn)態(tài)極限值和預(yù)期突發(fā)和破壞性異常模式的極限值可分開(kāi)設(shè)置。供電系統(tǒng)的靈活設(shè)置確保裝置安全而實(shí)用。R2A30521NP VR控制器同時(shí)具有片上閃存功能，支持事件記錄，在檢測(cè)到保護(hù)功能時(shí)可在閃存里自動(dòng)儲(chǔ)存事件信息。記錄數(shù)據(jù)可通過(guò)串聯(lián)接口如I2C讀取。此功能對(duì)系統(tǒng)維護(hù)、電路歷史記錄檢查保護(hù)等具有廣泛的適用性。

VR控制器R2A30521NP使用串聯(lián)接口與CPU或其他高級(jí)別系統(tǒng)交換電源或系統(tǒng)狀態(tài)信息，進(jìn)而在這些信息的基礎(chǔ)上使用專(zhuān)門(mén)的儀表對(duì)操作模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣便可確保其運(yùn)行模式始終優(yōu)于功率器件的運(yùn)行模式。此外，通過(guò)應(yīng)用基于MCU VR控制器的功能，操作頻率或保護(hù)功能設(shè)置值的參數(shù)可通過(guò)軟件進(jìn)行更改。該設(shè)備采用廣泛使用的小型表面安裝64引腳QFN封裝(8毫米×8毫米×0.95毫米，0.5毫米傾斜)

至于電源塊，智能功率器件R2J20759NP與Driver-MOSFET功率器件的集成結(jié)合了傳統(tǒng)集成Driver-MOSFET功率器件的功能以及包括電流檢測(cè)電路和PWM控制電路在內(nèi)的附加功能。該產(chǎn)品使用相同的40引腳 QFN封裝(6 毫米 × 6毫米× 0.95毫米, 0.5毫米傾斜)，這在早期批量生產(chǎn)的集成Driver-MOSFET功率器件中廣泛使用。通過(guò)將電流檢測(cè)電路與PWM控制電路集成到功率器件，可完全擺脫噪音敏感線路，這在電流檢測(cè)電路與PWM控制電路在系統(tǒng)電板上分開(kāi)搭建時(shí)十分必要。這一點(diǎn)有助于簡(jiǎn)化VR電源系統(tǒng)的電路和電路板設(shè)計(jì)。