Startseite > Power > Spannungswandler > Das Überwinden der 100-A-Barriere

Power-Roundtable

Das Überwinden der 100-A-Barriere

2. Juni 2014, 15:56 Uhr | Andrea Gillhuber

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Steigender Strombedarf heutiger ICs

Gibt es neben der digitalen Technik noch weitere Entwicklungen, die es Stromversorgungen erlauben, mit dem steigenden Strombedarf heutiger ICs Schritt zu halten?

Patrick Le Fèvre: Bei Netzwerkprozessoren beträgt der durchschnittliche Strombedarf pro Core heute circa 60 A. Dieser Wert wird bald auf 90 A steigen. Geht man davon aus, dass einige ASICs mehrere Cores enthalten, entspräche dies einem Gesamtstrombedarf von 400 A. Das Parallelschalten mehrerer digitaler POLs ist einfach und sorgt für eine sehr hohe Leistung. Aber abgesehen von der Digitaltechnik gibt es eine interessante Entwicklung bei neuen Materialien, mit denen sich die Leistungsdichte erhöhen lässt, ohne den Wirkungsgrad zu beeinträchtigen.

So halten Galliumnitrid-Bausteine derzeit Einzug in kommerzielle Produkte; und die Forschung in den Bereichen Graphen und Nanotubes sieht vielversprechend aus. Ein weiterer Bereich ist die Ultra-Hochfrequenzwandlung, die erforscht wird, um Stromquellen mit hohen Strömen (100 A) zu verkleinern – bis zu einem Punkt, an dem sie in ein ASIC integriert werden können.

Mark Adams: Hersteller von FETs und Induktivitäten werden neue Materialien und Gehäuse entwickeln. Als Modulhersteller konzentrieren wir uns auf zwei Bereiche: auf ein rundum optimiertes Modulgehäuse und auf unsere eigenen Technologien, die wir mit den Neuerungen der Leistungselektronik-Hersteller kombinieren. Bei diesen hohen Leistungsbereichen müssen wir kreativ sein, um die entstehende Wärme vom Modul abzuleiten, einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen und um den Kunden zu ermöglichen, ihre Leiterplattenfläche zu optimieren.

Chance Dunlap: Mit PMBus-Schnittstellen in Digital-Power-Produkten sind Regelung und Konfiguration auf Systemebene einfach möglich. Bei der steigenden Komplexität von Netzwerkprozessoren ist es aber entscheidend, dass eine direkte Verbindung zurück zur Stromversorgung besteht. Mit der PMBus-Spezifikation 1.3, die dieses Jahr veröffentlicht wurde, sieht die Einbeziehung des AVSBus diesen Support vor. Damit ist sichergestellt, dass der künftige Leistungsbedarf gedeckt ist.

Was können wir auf der PCIM und in der zweiten Hälfte des Jahres 2014 erwarten?

Patrick Le Fèvre: Für die erste Jahreshälfte, also auch auf der APEC und PCIM, rechne ich mit dem Startschuss für PMBus+ und der Präsentation neuer Forschungsergebnisse rund um Materialien und Topologien. Mit der fortgeschrittenen Reife von Digital Power erwarte ich auf diesem Gebiet zahlreiche Neuentwicklungen.

Chance Dunlap: Dieses Jahr stellen wir unsere Digital-Controller der vierten Generation vor, die einen ChargeMode-Regelkreis bieten. Der ZL8800 wurde auf der APEC vorgestellt und sorgt für einen kompensationsfreien Betrieb mit schnellem Transientenverhalten nach Lastübergängen.

Mark Adams: Wir werden weitere Fortschritte bei Materialien wie Galliumnitrid und Siliziumkarbid sehen. Neue Stromversorgungs-Topologien spielten und spielen auf der APEC, der PCIM und auch darüber hinaus ebenfalls eine wichtige Rolle. In der ersten Jahreshälfte kündigten wir die ersten isolierten und nichtisolierten Wandler auf Basis unserer patentierten Solus-Power-Topologie an. Diese SEPIC-gespeisten Abwärtswandler bieten im Vergleich zu Standard-Abwärtswandlern eine 25 % höhere Dichte bei gleicher Platinenfläche, was eine wesentlich geringere Bauhöhe, 25 % weniger Verlustleistung und ein um 50 % verbessertes Transientenverhalten ermöglicht.