IP für die Stromversorgung Digital auch bei kleinen Stückzahlen

Stromversorungsmodul mit Digital-SoC
Stromversorgungsmodul mit Digital-SoC

Das belgische Start-up Mindcet hat den Prototypen eines digitalen DC/DC-Wandler-Chips namens D-BUCK entwickelt. Der Wandler besteht ausschließlich aus digitalen Schaltungsblöcken, es werden keine analogen Schaltkreise benötigt.

Die entwickelte Digitalschaltung lässt sich mit anderen Schaltungsblöcken auf vergleichsweise einfache Weise in ein System on Chip (SoC) integrieren. Die Schaltung besteht aus vier Blöcken: dem digitalen Regelkreis, der Treiberansteuerung mit Timer, der Aufbereitung des Gegenkopplungssignals und der Digitalschnittstelle für die Ankopplung eines Mikrocontrollers. Das Design zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus, der auch bei niedrigen Ausgangsleistungen aufrechterhalten wird (Bild). Durch den völligen Verzicht auf analoge Schaltkreise ist die Schaltung robust; zudem lässt sie sich während des Betriebs rekonfigurieren und damit an sich verändernde Systemvariablen anpassen.

Vier Punkte stellen die Entwickler besonders heraus:

  • Portabilität: Das Design lässt sich in jeder CMOS-Technologie umsetzen.
  • Flexibilität: Der Anwender kann eine beliebige digitale Schnittstelle auswählen, den Leistungsbereich bestimmen und das dynamische Verhalten an die Anwendung anpassen.
  • Vorhersagbarkeit: Vor einer Implementierung der Schaltung in ein ASIC wird mittels Systemmodellierung, Simulation und FPGA-Synthese die Funktionsfähigkeit des Entwurfs sichergestellt.
  • Anwendungsvielfalt: Die Schaltung kann zur Stromversorgung einer CPU, als Stromquelle in der LED-Beleuchtung, als Leistungskorrekturstufe (PFC – Power Factor Correction), in mobilen Geräten etc. eingesetzt werden.

Die Schaltung lässt sich nach Angaben von Mindcet auch bei kleinen Stückzahlen noch wirtschaftlich fertigen, weil sie auch als FPGA realisiert werden kann.