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Hoch integrierte DC/DC-Wandler-ICs

Integration in fünf Schritten

16. Mai 2017, 10:29 Uhr | Von Frederik Dostal

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Integration weiterer Funktionen

Als weiterer Integrationsschritt werden zusätzliche Funktionen neben der reinen Spannungswandlung integriert. Ein Beispiel ist das Sequencing. Es werden Funktionen zum Anlauf und zum Abschalten mit einer bestimmten zeitlichen Sequenz implementiert. Diese Funktion ist besonders bei manchen FPGA-Typen wichtig. Hier darf oft die I/O-Schaltung erst nach dem Kern mit Spannung versorgt werden. Bild 6 zeigt einen typischen Sequencing-Verlauf, wie er beispielsweise mit einem ADP5014-PMIC programmiert werden kann.

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Für besonders zuverlässige Systeme werden Spannungsüberwachungen eingesetzt. Diese können als ein Power Good Pin ausgeführt sein, können aber auch über ein digitales Interface mit anderen Teilen der Schaltung kommunizieren. Digitale Interfaces wie beispielsweise PM-Bus oder auch I2C werden in PMICs gerne integriert, um eingestellte Spannungen während des Betriebs zu verändern und Spannungen zu überwachen. Ebenfalls kann das Verhalten der Regelschleife dynamisch an verschiedene Betriebszustände angepasst werden.

Ein digitales Interface heißt jedoch nicht, dass es sich um eine digitale Stromversorgung handelt. Digitale Stromversorgungen bezeichnen DC/DC-Wandler, in denen die Regelschleife nicht mit analogen Signalen sondern im digitalen Bereich ausgeführt ist. Ein analoger Schaltregler mit einem digitalen Interface kann die Vorteile von analogen Stromversorgungen mit den Vorteilen von digitalen Stromversorgungen verknüpfen. Der Nutzer erhält Überwachungs- und Regelungsmöglichkeiten bei relativ geringen Systemkosten.

Zuletzt sollte die Watchdog-Funktion erwähnt werden. Ein Watchdog ist eigentlich keine Stromversorgungsfunktion, wird jedoch in vielen Systemen ebenfalls benötigt. Ein Watchdog überwacht eine Datenleitung, beispielsweise eines Microcontrollers. Wenn es über einen längeren Zeitraum keine digitalen Übergänge von Null auf Eins oder von Eins auf Null gibt, wird im System ein Reset ausgelöst. Dadurch will man verhindern, dass ein digitales System bei einem unerwarteten Zustand hängen bleibt. Es gibt heute viele PMICs, die eine Watchdog-Funktion integriert haben.