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ne werden so ein vorbestimmtes Herunterfahren
und ein Neustart initiiert, was empfindliche
Chips mit mehreren Stromschienen schützt. Der
BMR463 hat eine Ablaufsteuerung von Spannungsschienen
in einer Multi-Rail-Umgebung
beim routinemäßigen Ein- und Ausschalten. Ein
analoger Spannungsverfolgungseingang vereinfacht
Multi-Rail-Anwendungen ebenfalls und
ergänzt die normale Spannungs-Ablaufsteuerung,
so dass das Modul eine externe Referenzspannung
verfolgen kann und seinen Ausgang
mit der gleichen Anstiegsrate oder einem Teil
dieser Anstiegsrate hochfahren kann.
Den Takt synchronisieren
Die Taktsynchronisierung des Wandlers fügt die
Funktion hinzu, den Phasenwinkel zwischen
Modulen zu verschieben, die mit bis zu 16 Schritten
schalten. Damit minimiert sich die momentane
Belastung der Eingangsspannung, weil die
Stromspitzen über eine ganze Schaltperiode verteilt
werden. Der Baustein enthält nun ein eigenes
Power-Good-Signal, das anzeigt, dass der
Ausgang innerhalb -10 und +15 Prozent seines
Zielwertes liegt. Diese Standard-Grenzwerte sind
einstellbar.
Der BMR463 verfügt über einen Stromteiler-
Modus, mit dem sich bis zu acht Modulausgänge
parallel schalten lassen, ohne dabei O-Ring-Dioden
oder Mosfets einsetzen zu müssen. Damit
lässt sich ein Ausgangsstrom von bis zu 160 A erzielen.
Davon profitieren Systeme, die Schaltkreisblöcke
dynamisch abschalten, um den statischen
Stromverbrauch zu senken, beispielsweise
als Reaktion auf Netzwerkverkehrsprofile in
Kommunikationssystemen.
In einer Konfiguration als Stromteiler-Gruppe
fungiert der Wandler in der niedrigsten Position
automatisch als Referenz und kommuniziert die
Höhe seines Spulenstroms kontinuierlich über
den GCB. Andere Module der Gruppe greifen auf
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diese Information zu und passen ihre Ausgangsspannungen
entsprechend an, um einen gleichmäßigen
Stromfluss von jedem Modul zu erhalten.
Ein künstlicher Droop-Widerstand im Ausgangsspannungspfad
eines jeden Moduls kompensiert
automatisch Ungleichheiten, wie
unterschiedliche Leiterplatten-Widerstandpfade.
Gruppenmitglieder können Schaltphasenunterschiede
untereinander automatisch einrichten.
Damit minimiert sich die Belastung der Eingangsschiene
und die Ausgangswelligkeit teilt
sich durch die Anzahl an Modulen innerhalb der
Gruppe. Eine Stromteiler-Gruppe kann Phasen je
nach Lastbedingung dynamisch hinzufügen oder
abschalten. Das spart Wandlungs-Schaltenergie
bei niedrigen Lasten ein, wenn weniger BMR463-
Module den Ausgangsstrombedarf abdecken
müssen. „Eine Gruppe kann Redundanz bieten,
fehlerhafte Phasen verwerfen und Ersatz hinzuschalten
– vorausgesetzt, die Gruppe kann sich
selbst konfigurieren, um einen Normalbetrieb
aufrecht zu erhalten und den erforderlichen Laststrom
zu liefern“, weiß Patrick Le Fèvre.
Zukünftige Designs mit einbeziehen
Ericssons Entwickler haben für den BMR463
eine Stellfläche erarbeitet, die bereits künftige
BMR46x-Wandler mit einbezieht. Diese werden
Ausgangsströme von 12, 20 oder 40 A liefern.
Leiterplatten-Entwickler können eine einheitliche
Stellfläche verwenden, um Änderungen des
Leistungsbedarfs bei System-Upgrades zu berücksichtigen.
Jeder BMR46x ist als Durchkontaktierungs-
oder SMD-Version erhältlich. Das Modul-Design
vereinfacht die automatisierte Montage in Leiterplatten-Fertigungsprozessen.
(eck) n
Der Beitrag basiert auf Materialvorlagen von
Patrick Le Fèvre von Ericsson Power Modules in
Stockholm, Schweden.
Top view Top view
Bottom view cm
Bottom view
Die erste
Generation des
digitalen BMR450
(rechts) bietet
20 A Strom bei
kompakter Größe.
Die Leistungsdichteverbesserte
sich im
Vergleich zum
Analogwandler
(links) von 7,4 auf
24,3 W/cm 3 .
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