PoL-Wandler-ICs für Embedded Systeme Keine Angst vor Racheakten

In einem Embedded System rächt sich schlechtes Tracking oder Sequencing der Versorgungsspannungen häufig in Form irreparabler Schäden an Bauelementen. Daher müssen Stromversorgungsentwickler in diesem Bereich große Sorgfalt walten lassen. Aus diesem Grund hat eine zunehmende Zahl an DC/DC-Controller-ICs diese Funktionen wie auch das Margining integriert.

In einem Embedded System rächt sich schlechtes Tracking oder Sequencing der Versorgungsspannungen häufig in Form irreparabler Schäden an Bauelementen. Daher müssen Stromversorgungsentwickler in diesem Bereich große Sorgfalt walten lassen. Aus diesem Grund hat eine zunehmende Zahl an DC/DC-Controller-ICs diese Funktionen wie auch das Margining integriert.

Meistens versorgen sich Embedded Systeme über eine 48-V-Backplane. Normalerweise wird diese Spannung für die Platinen des Systems auf eine niedrigere Zwischenspannung von 12 V oder 5 V heruntergeregelt. Allerdings benötigen viele Teilschaltungen oder ICs auf diesen Platinen Betriebsspannungen von 0,8 V bis 3,3 V bei Strömen, die von wenigen Milliampere bis zu mehreren Ampere reichen. Oft kommt hierfür ein so genannter PoL-Wandler (Point of Load) zum Einsatz. Da Platzbedarf und Kühlung bei solchen Systemen von entscheidender Bedeutung sind, ist es extrem wichtig, dass ein PoL-Wandler gleichermaßen kompakt und effizient ist.

Darüber hinaus benötigen viele Mikroprozessoren und DSPs eine Kernspannung sowie eine I/O-Spannung, die beim Einschalten in der korrekten Reihenfolge angelegt werden (Sequencing) müssen. Entwickler müssen daher die relative Spannung und das Timing von Kern- und I/OSpannung beim Ein- und Ausschalten berücksichtigen, um die Spezifikationen der Hersteller einzuhalten. Ohne korrektes Sequencing der Spannungsversorgung kann es zu Latch-ups oder Überströmen kommen, was zu Beschädigungen der I/O-Anschlüsse von Mikroprozessoren oder anderen Bauteilen wie Speicher, FPGAs oder Datenwandlern führen kann.

Um sicherzustellen, dass die I/O-Lasten nicht anliegen, bis die Kernspannung ordnungsgemäß hochgefahren ist, ist ein Tracking der Kernspannung sowie der I/O-Spannung erforderlich. Obwohl ein Tracking beim Ein- und Ausschalten für jeden DC/DC-Wandler auch extern implementiert werden kann, unterscheiden sich die Anforderungen an das Sequencing der Spannungsversorgung doch von System zu System. Zu solchen Lösungen zählen ASSPs (Application Specific Standard Products), die sich über eine programmierbare Schnittstelle oder mithilfe externer Komponenten konfigurieren lassen, sowie Lösungen auf Basis von programmierbaren Mikrocontrollern oder FPGAs.

In einem Embedded System rächt sich schlechtes Tracking oder Sequencing häufig in Form irreparabler Schäden an Bauelementen. FPGAs, PLDs, ASICs, DSPs und Mikroprozessoren verfügen üblicherweise über Dioden zwischen den Versorgungsspannungen für Kern und I/O als Schutz vor elektrostatischen Entladungen. Falls die Spannungsversorgung nicht auf korrektes Tracking achtet und eine Vorspannung an die Schutzdioden anlegt, kann das Bauteil beschädigt werden.

Fortsetzung (Seite 1/3)12| 3nächste Seite >>