ISL6398 Datasheet, PDF (2/57 Pages) Intersil Corporation – Programmable soft-start rate and DVID rate

ISL6398
Table of Contents
Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Driver Recommendation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
ISL6398 Internal Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Typical Application: 6-Phase VR with DrMOS and
PMBus/SMBus/I²C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Typical Application: 4-Phase VR with DrMOS and
PMBus/SMBus/I²C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Typical Application: 6-Phase VR for General Processor
Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Typical Application: 12-Phase VR for Over-clocking
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Thermal Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Recommended Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Functional Pin Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Multiphase Power Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Interleaving. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
PWM Modulation Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
PWM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
DrMOS and Driver Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Phase Doubler Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Precharged Start-up Capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Switching Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Current Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
R_SET and L/DCR Matching for Coupled inductor . . . . . . . . . . 19
Channel-current Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Voltage Regulation (5mV and 10mV Mode). . . . . . . . . . . . . . 20
Load-line Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Dynamic VID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Operation Initialization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Enable and Disable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Soft-start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Current Sense Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Fault Monitoring and Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
VR_Ready Signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Overvoltage Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Undervoltage Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Overcurrent Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Thermal Monitoring (VR_HOT#) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Temperature Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Integrated Temperature Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Design Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Dynamic VID Compensation (DVC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Programmable Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Catastrophic Fault Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Input Current Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Auto-phase Shedding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Resistor Reader (Patented) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Memory Banks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
SMBus, PMBus and I²C Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
General Design Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Power Stages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Current Sensing Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Load-line Regulation Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Output Filter Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Switching Frequency Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Input Capacitor Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Layout and Design Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Pin Noise Sensitivity, Design and Layout Consideration . . . 53
Component Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Powering Up And Open-Loop Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Voltage Regulator (VR) Design Materials . . . . . . . . . . . . . . 55
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
About Intersil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Package Outline Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
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FN8575.1
August 13, 2015