Texas Instruments Geschrumpfte DC/DC-Abwärtswandler

Ohne Eingangs- und Ausgangskondensatoren erreichen die hochintegrierten SWIFT-Power-Module ein hervorragendes Ansprechverhalten für Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen.
Ohne Eingangs- und Ausgangskondensatoren erreichen die hochintegrierten SWIFT-Power-Module ein hervorragendes Ansprechverhalten für Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen.

Texas Instruments hat zwei für 12 V und 10 A ausgelegte Abwärtswandler-Module mit 4 MHz Schaltfrequenz vorgestellt, die laut Unternehmensangabe eine um 20 Prozent kompaktere Power-Management-Lösung ergeben als andere derzeit auf dem Markt angebotene Lösungen auf Basis von 10-A-Power-Modulen.

Die einfach anwendbaren SWIFT-Module TPSM84A21 und TPSM84A22 von Texas Instruments vereinen Leistungs-MOSFETs, abgeschirmte Spulen, Eingangs- und Ausgangskondensatoren und weitere passive Bauelemente in einem kleinen und flachen Bauelement, das zudem mit einer guten Performance punktet. Ohne dass spezielle induktive Bauelemente oder zusätzliche Kondensatoren erforderlich sind, beschränken sich die Überschwinger bei Lastsprüngen auf nur 1 %.

Werden die Step-Down-Power-Module zusammen mit WEBENCH Power Designer von TI genutzt, lassen sich Point-of-Load-Stromversorgungen (PoL) für Telekommunikations-, Netzwerk-, Prüf- und Mess-Anwendungen mit knappen Platzverhältnissen schneller auf den Markt bringen.

Im Unterschied zu anderen 10-A-Abwärtswandlermodulen auf dem heutigen Markt benötigen die hochintegrierten Module TPSM84A21 und TPSM84A22 nur einen einzigen externen Widerstand zur Spannungseinstellung für eine komplette 12-V-Abwärtswandlerlösung. Zur Erzeugung der exakt geregelten Versorgungsspannung für ein FPGA würde ein typisches 10-A-Modul dagegen bis zu 16 externe Kondensatoren erfordern. Im Vergleich dazu kommt das Modul TPSM84A21 mit seiner Schaltfrequenz von 4 MHz und seiner integrierten Ausgangskapazität von 185 µF auf eine extrem geringe Ausgangswelligkeit, sodass die geforderte Regelgenauigkeit ohne einen einzigen externen Kondensator erreicht wird.

In der zum Download verfügbaren Applikationsschrift »How to Dynamically Adjust Power Module Output Voltage« ist nachzulesen, wie sich der Ausgang eines Spannungsreglers für das Voltage Margining, das Output Tracking und das Adaptive Voltage Scaling (AVS) schnell verändern lässt, um die Leistungsaufnahme des Verbrauchers zu optimieren und unterschiedliche Betriebsarten zu unterstützen.

Wichtige Eigenschaften und Vorteile von TPSM84A21 und TPSM84A22

  • Kleinste Abmessungen: Das 9 mm x 15 mm messende Modul und ein einziger externer Widerstand zur Spannungseinstellung ergeben eine Gesamtlösung mit einem Platzbedarf von nur 11 mm x 15 mm.
  • Flaches Profil: Dank der nur 2,3 mm betragenden Höhe, der geringen Fläche, des niedrigen Gewichts und des geringen Bauteileaufwands passt die komplette Lösung auf die Leiterplattenrückseite.
  • Beste Ansprecheigenschaften: Die Schaltfrequenz von 4 MHz ermöglicht ohne externe Kondensatoren Überschwinger von nur ±1 %.
  • Einfaches Design: Dank der integrierten Eingangs- und Ausgangskondensatoren ist keine Regelkreiskompensation erforderlich, und es müssen keine induktiven Bauelemente ausgewählt werden. Mithilfe von WEBENCH Power Designer lässt sich mit nur einem spannungsbestimmenden Widerstand rasch eine komplette Abwärtswandler-Lösung für 12 V und 10 A entwickeln.

In der zweiteiligen Power House Blog-Serie »Deciphering module datasheets« kann der Entwickler erfahren, worauf er in den Datenblättern von Modulen achten muss, um die Abmessungen und den Wirkungsgrad einer Lösung zu ermitteln.