Энергопитание цифровых устройств – новые решения National Semiconductor |
Цифровые интегральные схемы имеют ряд специфических требований к электропитанию. В частности, это связано с наличием у современных цифровых ИМС большого набора различных режимов работы с существенно отличающимся энергопотреблением - full load, standby, idle, halt, что приводит к расширению динамического диапазона потребляемого тока (нагрузки). В свою очередь, это накладывает жёсткие требования на такие параметры электропитания, как нестабильность выходного напряжения по току (load regulation) и реакция на импульсные изменения нагрузки (transient response).
|
Фирма National Semiconductor представляет полную линейку ИМС электропитания, включающую семейство высоковольтных ИС (например, семейство Simple Switcher), позволяющих непосредственно питать цифровые ИС, либо организовывать вспомогательные шины питания (например, шину питания 5 В из батарейного питания 24 В). Кроме этого, National предлагает полный набор низковольтных ИС электропитания, позволяющих формировать высокостабильные и малошумящие источники питания цифровых ИС, используя низковольтовые шины. Данный обзор посвящен критериям оптимального выбора источников питания цифровых ИМС.
Класс цифровых ИС включает в себя такие устройства, как
- 8, 16, 32-битные процессоры (например, Freescale Coldfire, Marvell X-Scale, Renesas SH77xx, ARM 7x/9x и др.);
- Микросхемы памяти (Flash-SST, Toshiba), SRAM (IDT, Cypress), DRAM( Micron) и др.;
- Программируемые логические интегральные схемы FPGA (Xilinx, Altera, Atmel)
- Коммуникационные ИС (контроллеры Ethernet, WLAN, фреймеры, процессоры сетевых протоколов)
Первичные критерии выбора определяют топологию, т.е. тип используемого источника электропитания по принципу его функционирования (линейные стабилизаторы, импульсные преобразователи на переключаемых конденсаторах, индуктивные импульсные преобразователи и т.д.). Основными критериями при выборе являются базовые требования к конструкции и функциональности устройства, включающие в себя эффективность (КПД), допустимые габаритные размеры, простоту построения и требования к выходным напряжениям, токам и мощностям. Разработчик определяет будущую топологию источника электропитания, основываясь на наиболее значимом из вышеперечисленных требований. Например, в стационарных устройствах с низким электропотреблением рационально использовать линейные стабилизаторы напряжения, а в малогабаритных переносных приборах с батарейным питанием – импульсные, позволяющие минимизировать габариты и обладающие значительно более высокой эффективностью.
После того, как определена базовая топология источника питания, следует выбрать конкретный тип ИМС, основываясь на системных требованиях. К основным системным требованиям относятся диапазон входных напряжений, наличие/отсутствие дополнительных выходов и максимальный выходной ток. Кроме этого, при выборе следует учитывать и дополнительные требования, например такие, как диапазон рабочих температур, погрешность установки выходного напряжения, допустимый уровень пульсаций и т.д.
Рекомендуется осуществлять выбор подходящего источника электропитания, основываясь на базовых системных требованиях в следующей последовательности:
Шаг 1 – выбор требуемого диапазона входных напряжений
Шаг 2 – выбор требуемого количества выходов (выходных напряжений)
Шаг 3 – выбор требуемого диапазона выходных токов
LM26400 – сдвоенный понижающий преобразователь с широким диапазоном входных напряжений
Блок-диаграмма
Основные характеристики:
- Сдвоенный интегральный преобразователь с диапазоном входных напряжений от 3 до 20 В, выходным напряжением, регулируемым от 0.6 В и выходным током 2 А
- Встроенные bootstrap-диоды, силовые ключи и цепи компенсации частотной характеристики
- Минимум навесных элементов
Области применения:
- Мощные цифровые устройства
- Автомобильная электроника
- Промышленные устройства
Корпус: TSSOP-16, LLP-16
Ресурсы разработчика:
LM2853 –понижающий преобразователь с синхронным выпрямлением семейства Simple Switcher
Блок-диаграмма
Основные характеристики:
- Синхронное выпрямление
- Входное напряжение от 3 до 5,5 В, выходной ток до 3 А, частота преобразования 550 кГц
- Встроенные силовые ключи и цепи компенсации частотной характеристики
- Минимум навесных элементов, исключительная простота использования
Области применения:
- Мощные цифровые устройства
- Сетевые и коммуникационные устройства
Корпус: TSSOP-14
Ресурсы разработчика:
LM5116 – контроллер понижающего преобразователя с синхронным выпрямлением и входным напряжением до 100В
Блок-диаграмма
Основные преимущества:
- Управление при помощи эмуляции токового режима (Emulated Current Mode (ECM)) позволяет реализовать все преимущества токового управления и избавиться от присущих ему недостатков
- Режим автогенерации на частоте до 1 МГц с возможностью внешней синхронизации
- Эмуляция диода позволяет организовать эффективную работу в режиме прерывистых токов и значительно повысить КПД на малых нагрузках
Области применения:
- Мощные цифровые устройства
- Системы передачи данных
- Автомобильная электроника
- Системы с распределенным электропитанием
Корпус: TSSOP-20
Ресурсы разработчика:
LM3677 –понижающий преобразователь с синхронным выпрямлением и рабочей частотой 3 МГц
Блок-диаграмма
Основные характеристики:
- Рабочая частота 3 МГц, выходной ток до 600 мА
- Высокий КПД во всём диапазоне нагрузок (>85 % при нагрузке в 500 мА) а также в дежурном режиме
- Автоматическое переключение режимов стабилизации ЧИМ/ШИМ
- Всего 3 навесных элемента
- Выпускается с выходными напряжениями в 1.3 В, 1.5 В, 1.8 В и 2.5 В
Области применения:
- Мощные цифровые устройства
- Переносная промышленная, медицинская и др. аппаратура
Корпус: micro SMD
Ресурсы разработчика:
LM3880 – секвенсер шин питания
Блок-диаграмма
Основные характеристики LM3880:
- Контроль до 3-х шин питания, как по включению, так и по выключению
- Диапазон входных напряжений от 2,7 до 5,5 В
- Низкий потребляемый ток (25 мкА)
- Самое простое решение для контроля множественных шин питания, позволяет решить проблемы тиристорного защёлкивания и пусковых токов, значительно повышая надёжность устройств
Области применения:
- Мощные цифровые устройства с несколькими шинами питания
Корпус: SOT23-6
Ресурсы разработчика:
Источник: rtcs.ru | Дата публикации: 20/05/2007 |
| |
|
Реклама на сайте |
|
Последние новости |
[06/02/2019] Конференция в МГТУ им. Баумана «Технологии разработки и отладки сложных технических систем» 2019
[09/05/2018] Грандиозная майская распродажа на Gearbest!
[16/05/2017] С 15 по 17 мая в магазине Gearbest проходит грандиозный флэшсейл
[10/05/2017] Так что же такое Спиннер?
[05/12/2016] Новый Год и Рождество с GearBest!
[29/09/2016] Всемирный День Интернета на GearBest
Читать все новости >> |