10-MHz-Gleichspannungswandler für 12 V Viermal höhere Leistungsdichte

SWIFT-Gleichspannungswandlers TPS54A20 von Texas Instruments.
SWIFT-Gleichspannungswandlers TPS54A20 von Texas Instruments.

Mit dem Abwärtswandler SWIFT stellt Texas Instruments nach eigenen Angaben einen 10-MHz-Gleichspannungswandler mit der industrieweit höchsten Leistungsdichte vor.

Der Serienkondensator-Abwärtswandler SWIFT von Texas Instruments bietet eine Stromdichte von mehr als 50 A/cm³. Damit weist der 10-MHz-Gleichspannungswandler für 12 V/10 A mit der Bezeichnung TPS54A20 laut TI einen um viermal höheren Wert auf als andere verfügbare Power-Management-Bausteine für 12 V. Die Topologie des synchronen Gleichspannungswandler, der ohne spezielle magnetische Bauelemente oder Verbund-Halbleiter auskommt, ermöglicht Schaltfrequenzen bis zu 5 MHz pro Phase. Adressiert werden mit dem Baustein ANwendungen mit 8 bis 14 V Eingangsspannung und 10 A Ausgnagsstrom.

Der Baustein basiert auf einer zweiphasigen Serienkondensator-Buck-Wandler-Topologie, welche eine Switched-Capacitor-Schaltung mit einem mehrphasigen Buck-Wandler kombiniert. Mit dieser kapazitiven Wandlertechnik ist laut TI ein Betrieb mit hoheer Frequenz möglich; zudem ermöglicht sie eine um den Faktor 7 kleinere Bauform als konventionelle Wandler.

Untergebracht ist der TPS54A20 in einem HotRod QFN-Gehäuse mit 2mm Bauhöhe. Die Einschaltzeit von 14 ns erlaubt einen Betrieb mit 4, 7 oder 10 MHz; die Frequenz soll sowohl den Wirkungsgrad als auch die EMV-Eigenschaften nicht beeinflussen. Ein Referenzdesign für drei unterschiedliche Buck-Wandler zur Wandlung von 12 in 1,2 V bei mehr als 6 A Laststrom steht zum Download zur Verfügung. Dieses enthält auch eine Lösung mit 1,2 V Ausgangsspannung für DDR4-Speicher.

Mehr über den Wandler erfahren Sie im Video.