Power Management Schnelle Rückmeldung über zwei Drähte

Blockschaltung des Power Management ICs AS3721. Die schnelle Rückführung der Signale vom Prozessor stellt sicher, das bei raschen Laständerungen die Überschwinger der Betriebsspannung innerhalb enger Grenzen bleiben.
Blockschaltung des Power-Management-ICs AS3721. Die schnelle Rückführung der Signale vom Prozessor stellt sicher, das bei raschen Laständerungen die Überschwinger der Betriebsspannung innerhalb enger Grenzen bleiben.

Das Power-Management-IC AS3721 wurde speziell für anwendungsspezifische Multi-Core-Prozessoren (MC-ASSP) entwickelt. Zusammen mit den "Point of Load"-Leistungsstufen AS3729 ergibt sich eine vollständige Power-Management-Lösung; optimiert wurde diese auf die Nvidia-Multi-Core-ASSPs des Tys Tegra.

Der Witz an der Geschichte ist, dass die Informationen vom Prozessor an das Management-System - Steuersignale und Chip-Temperatur - über ein Zweidraht-Interface übermittelt; bisher waren hierfür vier bis fünf Leitungen erforderlich. Das Unternehmen ams hat diese Entwicklung zum Patent angemeldet. Da nur noch zwei Leitungen vom Prozessor zum Power Management Chip geroutet werden müssen, kann dieser an einer wärmetechnisch günstigen Stelle auf der Platine platziert werden und trägt nicht zur Wärmeentwicklung in der Nähe des Prozessors bei.

Die digitale Rückführung der Signale arbeitet nach Angaben von ams so schnell, dass die Betriebsspannungen am Prozessor auch bei sehr raschen Laständerungen nicht über den sicheren Bereich hinausgehen. Ein Beispiel: Mit einem 40-µF-Ladekondensator ergibt sich bei einer nominellen Betriebsspannung von 1 V und einem Sprung des Betriebsstroms von 0,5 auf 5 A im Burst Mode ein Spannungssprung von 32 mV (typischer Wert).

Die Power Management ICs AS3721 integrieren vier DC/DC-Abwärtsregler, die 4 A, 2 A und 1,5 A liefern und drei Leistungsstufen-Controller fürAusgangsströme von 5 A, 10 A und 20 A. Weiterhin sind integriert: zwölf digitale LDO-Spannungsquellen (Low Drop Out), eine Echtzeituhr, ein Überwachungskreis, GPIOs, ein Universal-A/D-Umsetzer und ein einmal zu programmierender  für das Hochfahren des System. Die Leistungsstufe AS3729 integriert zwei Gegentaktendstufen mit NMOS- und PMOS-FETs, die bei Ausgangsspannungen zwischen 0,6 und 1,5 V Ströme bis jeweils 2,5 A liefern. Es lassen sich bis zu vier AS3729-Chips zusammenschalten, diese Konfiguration liefert dann einen maximalen Ausgangsstrom vom 20 A.