4644电源芯片的介绍和使用

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#嵌入式硬件 #4644 #LTM4644 #电源模块 #buck

于 2025-09-18 15:15:09 首次发布

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ASP4644电源芯片FB引脚：从原理到实战

从3605到4644——电源芯片的前世今生？

LTM4644在4路输出都为轻负载输出情况下，每路COMP接0.1uf电容到地，为什么经常会出现芯片啸叫，电压不能正常输出或者输出震荡的情况？

ASP4644A3B (国科安芯) LTM4644MPY （ADI） HCE4644MLMB （七星华创） SPES4644UT （大能智创） ACP4644NM (航芯微) FHT4644MY（风华高科）

概述

4644是一个四路降压型 DC/DC 电源模块，每路可输出 4A 直流电流。输出可
以并联在阵列中，以实现高达 16A 的电流能力。封装中内置了开关控制器、功率管、电感器和电阻电容等支持组件。4644可在一个4V 至 16V 的输入电压范围内运作，支持一个0.6V 至 5.5V 的输出电压范围。其可为每个通道提供 4A 连续（5A峰值）的输出电流。应用时外围仅需大容量输入和输出电容器。

特性

输入电压范围：4V至16V
输出电压范围：0.6V至5.5V
每个通道可提供4A直流输出电流，5A峰值输出电流
电流模式控制，快速瞬态响应
并联均流，单颗模组可并联输出 16A
软起动、输出电压跟踪
内部温度检测二极管输出
外部频率同步
过压、过流和过热保护
9mm×15mm×5.01mm BGA封装

功能框图

在这里插入图片描述

引脚

在这里插入图片描述

VOUT1 (A1, A2, A3), VOUT2 (C1, D1, D2), VOUT3(F1, G1, G2), VOUT4 (J1, K1, K2):
每通道的功率输出引脚。在这些引脚和 GND 引脚之间施加输出负载。建议将输出去耦电容直接放置在这些引脚和 GND 引脚之间。
GND (A4-A5, B1-B2, C5, D3-D5, E1-E2, F5, G3-G5, H1-H2, J5, K3-K4, L1-L2):
地端。
VIN1 (B3, B4), VIN2 (E3, E4), VIN3 (H3, H4), VIN4(L3, L4):
每通道的功率电源输入引脚。连接到每通道的内部顶端 MOSFET 的漏极。在这些引脚和 GND 引脚之间施加输入电压。建议将输入去耦电容直接放置在每个VIN引脚和GND引脚之间。
PGOOD1, PGOOD2, PGOOD3, PGOOD4 (C3, C2, F2, J2):
每通道的输出电源良好引脚。漏极开路输出。当 FB 引脚上的电压不在内部 0.6V 基准电压的±10%以内时，PGOOD 被拉至地。
CLKOUT (J3):
用于模块多相操作的输出时钟信号。CLKOUT 相对于 CLKIN的相位设定为 180°。CLKOUT 的峰峰值为 INTVCC至 GND。该引脚为输出引脚，不要驱动该引脚。
INTVCC1, INTVCC2, INTVCC3, INTVCC4 (C4, F4, J4, K5):
内部电源输出引脚。内部电源驱动器和控制电路由该电压供电。每个引脚内部使用 2.2μF 的低 ESR 陶瓷电容到 GND 作为去耦电容。
SVIN1, SVIN2, SVIN, SVIN4 (B5, E5, H5, L5):
偏置输入电源。用于内部 3.3V稳压器的输入电压，作用于各通道的控制电路。在大多数应用中，通常将此引脚连接到 VIN引脚。SVIN的输入电压应大于 4V 且大于输出电压。
TRACK/SS1, TRACK/SS2, TRACK/SS3, TRACK/SS4 (A6, D6, G6, K6):
软启动和输出跟踪引脚。用户通过设定此引脚外接电容值控制输出电压的上升时间。此引脚上的 INTVCC内部有典型值为 2.5μA 的上拉电流，因此在此处放置一个电容可提供软启动功能。（当两通道并联时，上拉电流就变成5μA，因此要保证软起动时间不变，电容需要加倍）
输出跟踪功能：在此引脚上施加低于 0.6V 的电压会绕过误差放大器的内部参考输入，而将 FB 引脚匹配 TRACK电压。高于 0.6V 时，跟踪功能停止，内部参考恢复对误差放大器的控制。
此引脚不能悬空。
MODE1, MODE2, MODE3, MODE4 (B6, E6, H6, L6):
工作模式选择引脚。将此引脚连接到 INTVCC，将强制所有输出以 CCM 模式工作；将其连接到 SGND 可在轻负载下实现 DCM 模式操作。该引脚禁止悬空。DCM 模式纹波增大，建议使用 CCM模式。
RUN1, RUN2, RUN3, RUN4 (C6, F6, J6, K7):
使能输入引脚。将 RUN 引脚连接到 1.6V 以上启用稳压器。将其拉低至 0.8V 以下会关闭相应的调节器通道。该引脚禁止悬空。
FB1, FB2, FB3, FB4 (A7, D7, G7, J7):
每通道的误差放大器的负输入。该引脚在内部利用一个60.4kΩ 的精密电阻器连接到每个通道的 VOUT，可利用 FB 和 GND 引脚之间的一个附加电阻器来设置不同的输出电压。在多相操作中，将 FB 引脚连接在一起可实现并联操作。
COMP1, COMP2, COMP3, COMP4 (B7, E7, H7,L7):
每通道的电流控制阈值和误差放大器补偿引脚。内部电流比较器阈值与此电压成正比。将COMP 引脚连接在一起以进行并联操作。
CLKIN (C7):
外部时钟同步输入引脚。该引脚在内部通过 20kΩ 电阻连接至 SGND。锁相环将强制通道1的导通信号与CLKIN信号的上升沿同步。
通道 2、通道 3 和通道 4 也将与 CLKIN 信号的上升沿同步，具有预先确定的相移。
SGND (F7):
信号地连接。SGND 在内部连接到GND。
TEMP (F3):
内置温度二极管引脚，用于监测VBE 结电压随温度变化情况。

功能

软启动和输出电压跟踪

一般给TRACK/SS引脚外接一个电容来使用它的软起动功能，引脚内有接到了INTVCC值为2.5μA的电流源。
总软启动时间可以计算为：
在这里插入图片描述
CSS是 TRACK/SS 引脚上的电容。
N 路并联时，所有并联通道的 TRACK/SS 接一起，同时对缓启动电容充电，公式中的“2.5μA”变为“N× 2.5μA”。

当外部给此引脚输入小于0.6V的电压，此引脚的电压就会替换内部的0.6V参考电压。
我们知道，正常使用时，输出电压值由参考电压和FB上的分压电阻决定，当FB电阻是60.4K，输出电压=(Vref/RFB)/*(RFB+60.4K)=(0.6/60.4)/*(60.4+60.4)=1.2V
现在参考电压等于 TRACK/SS 引脚输入的电压了，改变此引脚电压就可以改变输出电压值，就可以实现电压跟踪效果，比如把通道1的输出电压分压后输入给通道2的 TRACK/SS 引脚。
在这里插入图片描述

注意：
TRACK 引脚上有 2.5μA 电流，会对外部分压电路有影响。
TRACK/SS 引脚不要悬空，同时缓启动时间建议不要小于 1ms，避免启动期间浪涌电流过大；

COMP

考虑到不同电容参数的差异或者 PCB 噪声的影响，在 PCB 设计时，推荐在VOUT引脚和 VFB引脚之间预留一个电容位号 CFF，在 COMP 引脚和 SGND 引脚之间预留一个电容位号 CCOMP，可根据实际调试情况，添加 10pF 至 220pF 的小容量电容，优化输出电压纹波和瞬态响应性能。

芯片已经有补偿电路，正常情况CFF和CCOMP电容不需要焊接。

PGOOD 引脚

为开漏输出，可用于监控每个通道的有效输出电压。该引脚需要通过一个电阻上拉至特定电源电压，推荐上拉至 INTVCC引脚，可监控输出电压±10％（典型值）的变化。为了防止瞬态或动态 VOUT变化期间发生不必要的 PGOOD 毛刺，SM4644MPY 的 PGOOD 下降沿有大约 52 个开关周期的消隐延迟。