Gleichspannungswandler
Spule integriert, Volumen komprimiert, Verluste reduziert
»Point of Load«-Konzepte erfordern die Platzierung der Spannungswandler auf der Leiterplatte unmittelbar neben den kritischen Bausteinen (meist Prozessoren). Neben hohen Anforderungen an Stabilität (hoch) und Reaktionszeit (kurz) und Ruhestrom (niedrig) dürfen PoL-Spannungswandler zudem nur wenig Platz beanspruchen.
Der japanische Halbleiterhersteller Torex Semiconductor bietet unter der Bezeichnung »XCL213/214« eine Serie von integrierten Gleichspannungswandlern an, die als Synchronwandler arbeiten und den Chip sowie die zum Betrieb erforderliche Spule ein dem sehr kleinen USP-9B01-Gehäuse mit den Abmessungen 2,5 x 3,2 x 1,0 mm³ unterbringen.
Die Spannungswandlerbausteine arbeiten an Eingangsgleichspannungen von 2,7 bis 5,5 V, die Ausgangsspannung ist fest: Es sind zwischen 0,8 und 3.6 V alle Spannungen in Abstufungen von 0,05 V verfügbar. Die Bausteine arbeiten mit einer Schaltfrequenz von 3 MHz, sie erreichen einen Ausgangsstrom von 1,5 A.
Die Bausteine vom Typ XCL213 arbeiten mit Pulsweitenmodulation, die des Typs XCL214 bieten eine automatische PWM/PFM-Steuerung (PFM - Pulsfrequenzmodulation). Sie zeichnen sich nach Angabe des Herstellers aus durch schnelle Impulsantwort, niedrigen Restwelligkeit, geringe Ruhestromaufnahme (typ. 25 µA) und einen guten Wirkungsgrad über den gesamten Lastbereich.
Der Chip integriert eine Soft-Start-Funktion mit einer Anlaufzeit von 0,3 ms, bietet einen »Chip Enable«-Anschluss für das Ein- und Abschalten der Spannung und eine »CL«-Funktion, über die der Ladekondensator am Ausgang schnell beim Abschaltung des Chips schnell entladen werden kann. Darüber hinaus wird der Chip abgeschaltet, wenn die Chip-Temperatur über 150 °C überschreitet; abgeschaltet wird auch, wenn die Eingangsspannung unter eine Schwelle von 2,0 V fällt.
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