IR3500A ist der Steuer-IC der verteilten Mehrphasen-Architektur XPhase3 von Infineon. Statt die Leistungs-MOSFETs selbst anzusteuern, verwaltet er den gesamten Regler und kommuniziert mit beliebig vielen XPhase3-Phasen-ICs, von denen jeder eine einzelne Phase eines Mehrphasen-Abwärtswandlers ansteuert und überwacht. Diese Aufteilung lässt einen Hochstrom-Prozessor-Spannungsregler einfach durch Hinzufügen von Phasen skalieren, während ein einziger IR3500A den Spannungssollwert, die Lastlinie und den gesamten Schutz hält. Das Ergebnis ist eine CPU- oder ASIC-Versorgung, die kleiner, günstiger und einfacher zu layouten ist als ein monolithischer Mehrphasen-Controller, weil Gate-Treiber und Stromerfassung zu den Phasen-ICs neben jede Induktivität wandern.

Die Ausgangsspannung wird durch einen 8-Bit-VID-Code vorgegeben, und ein VID-Select-Pin konfiguriert das Bauteil für Intel VR11 oder für AMD 5-Bit- bzw. 6-Bit-PVID, einschließlich des Hochlaufs auf eine 1,1-V-Boot-Spannung. Ein echter differenzieller Remote-Sense-Verstärker misst die Spannung direkt an der Last mit unter 50 µA Bias-Strom, und die Gesamt-Sollwertgenauigkeit des Systems beträgt 0,5 %. Dynamische VID-Übergänge, die Lastlinien- (Droop-) Impedanz und der VID-Offset sind alle programmierbar, sodass der Regler ohne Silizium-Wechsel auf die Power-Delivery-Spezifikation des Prozessors abgestimmt werden kann.

Ein programmierbarer Daisy-Chain-Phasentakt von 250 kHz bis 9 MHz stellt ohne externe Zeitbauteile eine Schaltfrequenz pro Phase von 250 kHz bis 1,5 MHz ein und verschachtelt die Phasen automatisch. Der Schutz ist umfassend: programmierbare Wandler-Strombegrenzung mit Hiccup, zentrale Überspannungserkennung, die sowohl das System meldet als auch die Phasen-ICs ansteuert, eine IC-Bias-Linearregler-Steuerung mit eigener UVLO, ein programmierbares VRHOT-Thermosignal, das von einem NTC-Thermistor an der Leistungsstufe getrieben wird, sowie die Erkennung einer offenen Remote-Sense-Leitung oder einer offenen Regelschleife. Das Bauteil wird im 32-Pin-5mm-x-5mm-MLPQ geliefert, RoHS-konform.

Hinweis: Die Werte stammen aus dem Datenblatt von Infineon / International Rectifier zu IR3500A. Prüfen Sie jeden Parameter und den passenden Phasen-IC vor dem endgültigen Entwurf anhand des aktuellen offiziellen Datenblatts.

IR3500A unter dem Bestellcode 111-4043PBF wird in einem thermisch optimierten 32-Pin-MLPQ-Gehäuse (Power Quad Leadless) mit 5 mm x 5 mm Körper und freiliegendem Thermal-Pad geliefert, mit einem typischen Wärmewiderstand von 28 °C/W (Sperrschicht zu Umgebung) und 2 °C/W (Sperrschicht zu Gehäuse). Die leiterlose QFN-artige Bauform hält den pinreichen Steuer-IC neben dem Prozessorsockel kompakt, und das Suffix „PbF" kennzeichnet die bleifreie (RoHS) Ausführung. Die Rollen-Bestelloption ist IR3500AMTRPBF.

Das 32-Pin-MLPQ von IR3500A ist nach Funktion gruppiert wie folgt:

• Pins 8 bis 1 - VID0 bis VID7: Die 8-Bit-VID-Code-Eingänge, die über den internen DAC die Ausgangsspannung vorgeben.
• Pin 32 - VIDSEL: VID-Modus-Auswahl, konfiguriert Intel VR11 oder AMD 5-/6-Bit-PVID.
• Pin 21 - VDAC: DAC-Ausgang, die vorgegebene Referenzspannung für die Schleife.
• Pin 19 - VSETPT: Sollwert-Programmierung für die Referenz.
• Pin 9 - ENABLE: Enable-Eingang für den Steuer-IC.
• Pin 13 - VOSEN+ / Pin 12 - VOSEN-: Echte differenzielle Remote-Sense-Eingänge an der Last, mit Pin 14 - VO als erfasstem Ausgang.
• Pin 15 - FB / Pin 16 - EAOUT: Feedback-Eingang und schneller Fehlerverstärker-Ausgang für die Schleifenkompensation.
• Pin 17 - VDRP / Pin 18 - IIN: Droop- (Lastlinien-) Spannung und der gemittelte Stromeingang, der Droop und Strombegrenzung setzt.
• Pin 20 - OCSET: Programmierung der Überstromschwelle.
• Pin 22 - SS/DEL: Soft-Start- und Delay-Timing.
• Pin 23 - ROSC/OVP: Oszillatorfrequenz-Einstellung und Überspannungsschwelle.
• Pin 27 - PHSIN / Pin 26 - PHSOUT / Pin 25 - CLKOUT: Der Daisy-Chain-Phasentaktbus, der die Phasen-ICs taktet und verschachtelt.
• Pin 10 - VRHOT / Pin 11 - HOTSET: Thermosignal-Ausgang und dessen Schwelle, getrieben von einem NTC-Thermistor an der Leistungsstufe.
• Pin 31 - PGOOD: Power-Good-Ausgang.
• Pin 28 - VCCL / Pin 29 - VCCLFB / Pin 30 - VCCLDRV: Versorgung, Feedback und Antrieb des IC-Bias-Linearreglers, mit Pin 24 - LGND als Logikmasse.

Die folgenden Bauteile sind Referenzalternativen und verwandte Geräte für Mehrphasen-Prozessorversorgung. Ein Mehrphasen-VR-Controller ist eng an seine Phasen-ICs und den Ziel-VID-Standard gekoppelt; prüfen Sie Architektur, VID-Unterstützung und Phasen-IC-Kompatibilität vor einem Austausch.

Auswahlhinweise: Wählen Sie IR3500A mit passenden XPhase3-Phasen-ICs (etwa IR3505) für eine skalierbare Hochstrom-Schiene nach Intel VR11 oder AMD PVID. Ein monolithischer Controller wie ISL6336A eignet sich für eine feste Phasenzahl, während ein integrierter Regler (IR38060M) oder ein Einphasen-Controller (IRU3037A) zu den Hilfsschienen mit niedrigerem Strom rund um den Prozessor passt.

Infineon Technologies AG mit Sitz in Neubiberg, Deutschland, ist ein führender Anbieter von Leistungshalbleitern und Power-Management-ICs. IR3500A und die XPhase3-Architektur stammen von International Rectifier, dem Pionier der Stromwandlung, den Infineon 2015 übernommen hat, und gehören zum Portfolio der digitalen und analogen Mehrphasen-Spannungsregler von Infineon für Computer- und Server-Prozessoren.

IR3500A ist ein Steuer-IC von IR für die Prozessorversorgung nach Intel VR11 und AMD PVID. Infineon liefert die passenden XPhase3-Phasen-ICs und die Hochstrom-Leistungs-MOSFETs, die den Regler vervollständigen, und damit einen durchgängigen Weg vom Steuer-IC zur Leistungsstufe eines Prozessor-Spannungsreglers.