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Kaskadierbarer DC/DC-Abwärtswandler

Leistungsdichte für FPGA- und Prozessor-Stromversorgungen

16. März 2020, 15:49 Uhr | Hagen Lang

Der neue 40 A SWIFT DC/DC-Abwärtswandler von Texas Instruments bietet als erster Baustein seiner Art die Möglichkeit zur Kaskadierung von bis zu vier ICs und liefert bis zu 160 A Ausgangsstrom.

Der Abwärtswandler TPS546D24A liefert bis zu 160 A Ausgangsstrom (bei 85°C), was laut Texas Instruments um das Vierfache über konkurrierenden Stromversorgungs-ICs liege. Ein hoher Wirkungsgrad unterstützt die Senkung des Leistungsbedarfs bei Anwendungen für Rechenzentren, Enterprise-Computing, Medizintechnik, Mobilfunk-Infrastrukturen und leitungsgebundenen Netzwerken.

Mit einem Ausgangsspannungsfehler von < 1 % ermöglicht es der TPS564D24A Entwicklern, die strengen Spannungstoleranz-Anforderungen bei Stromversorgungen für FPGAs einzuhalten. Sein PMBus-Befehlssatz und die Möglichkeit, ihn über die äußere Beschaltung zu konfigurieren, erleichtert die exaktere Überwachung des Strom für Fehlermeldungen.

Der Abwärtswandler TPS564D24A besitzt ein PMBus-Interface mit einem selektierbaren internen Kompensationsnetzwerk, sodass Entwickler bis zu sechs externe Kompensations-Bauelemente auf der Leiterplatte einsparen können. Gegenüber diskreten mehrphasigen Controllern lassen sich die Gesamtabmessungen der Stromversorgungs-Lösung für FPGAs oder ASICs (applikationsspezifische ICs) mit höherem Strombedarf um über 10 % bzw. 130 mm² verringern.

Der TPS564D24A verfügt über einen geringen thermischen Widerstand von 8,1 °C pro Watt und käme im Betrieb auf eine um 13 °C niedrigere Temperatur gegenüber konkurrierenden DC/DC-Wandlern, so Texas Instruments. Der TPS564D24A ermöglicht eine Schaltfrequenz von 1,5 MHz, sodass Entwickler einen Strom von 40 A pro IC erreichen können, während sich die Induktivität und Kapazität gegenüber ähnlichen Wandlern um ein Drittel verringert. Zur Kompensation ungünstiger Auswirkungen der höheren Schaltfrequenz auf den Wirkungsgrad enthält der TPS564D24A einen low-seitigen MOSFET mit 0,9 mΩ.

Der TPS546D24A ist bei TI und autorisierten Distributoren jetzt in einem 5 mm x 7 mm messenden QFN-Gehäuse (Quad Flat No-lead) mit 40 Pins verfügbar. Die Preise beginnen bei 4,27 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Das Evaluation Module TPS546D24AEVM gibt es auf TI.com für 199,- US-Dollar. Vorserien-Versionen der pin- und footprintkompatiblen Gleichspannungswandler TPS546B24A (20 A) und TPS546A24A (10 A) DC/DC gibt es derzeit ausschließlich bei TI. Hier beginnen die Preise bei 3,25 bzw. 2,49 US-Dollar (jeweils ab 1.000 Stück). Ein Referenzdesign und ein Überblick über das DC-DC-Abwärtswandler-Portfolio von TI sind online erhältlich.