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Stromversorgungen

Cool-Power-Wandler versorgen komplexe Systeme mit Strom

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Wie sich der Platzbedarf auf der Leiterplatte reduzieren lässt

Kommen wir zurück auf die DPA Konfiguration: Ohne einen PI3101 kämen vier 1/16 Bricks zu Einsatz, um die benötigten regulierten Spannungen zu erzeugen. Mit den entsprechenden Wandlern der PI310x Cool-Power Familie kann der Platzbedarf im System um den Faktor 2 reduziert werden.

Betrachten wir nun die IBA Konfiguration. Bei einem Eingangsspannungsbereich zwischen 36 und 75 V, einer festen IBA-Busspannung und dem angenommenen Leistungsbedarf müsste ein IBA Wandler in der Größe eines 1/8 Bricks eingesetzt werden. Einzelne nachgeschaltete und vertikal montierte SMD NiPols würden dann die verschiedenen Versorgungsspannungen erzeugen.

Bild 2: Cool-Power ermöglicht eine drastische Reduzierung des Platzbedarfs im Vergleich zu DPA- und IBA-Schaltungen (oben Einsparungen im Vergleich zu DPA, unten zu IBA)
Bild 2: Cool-Power ermöglicht eine drastische Reduzierung des Platzbedarfs im Vergleich zu DPA- und IBA-Schaltungen (oben Einsparungen im Vergleich zu DPA, unten zu IBA)
Eine Reduzierung des Platzbedarfes ist möglich, indem PI310x Cool-Power Wandler die 2,5 und 3,3 V liefern und ein weiterer PI3101 die 3,3 V erzeugt, aus der ein NiPOL dann Versorgungsspannungen im Bereich von 1 Volt generiert. Je nach Aufbau (SMD oder vertikal montiertes System) ergibt sich eine Platzreduzierung von 40 bis 75%.

Bild 2 zeigt, welches Einsparungspotenzial eine Lösung auf Basis der Cool-Power-Wandler gegenüber einer herkömmlichen DPA und IBA Systemen bietet.

Die Busspannung kann bis zur Last geführt werden

Der isolierte PI3101 ist nur 5,6 mm länger als aktuelle, nicht isolierte DC-DC-Wandler und dünner als typische DOSA-Wandler, was iPOL-Versorgungen (Isolated Point-of-Load) ermöglicht. Mit dem PI3101 wird eine maximale Designflexibilität erzielt, da die Busspannung von 48 V direkt bis zur Last geführt werden kann, um dort die von der Last benötigte isolierte Kleinspannung zu erzeugen.

Diskret aufgebaute Stromversorgungen sind größer

Eine alternative Strategie wäre die Entwicklung einer diskreten Stromversorgung. Um die geforderten Leistungen in den oben erwähnten Applikationen zu erreichen, müsste für einen Sperrwandler mit Synchrongleichrichter zuerst ein Schaltregler-IC ausgewählt werden, das keine optische Rückkopplung in der Regelschleife benötigt. Für typische Bausteine gibt es Referenzdesigns für einen Ausgang mit 40 W bzw. 3,3 V/12 A.

Insgesamt erfordert die Schaltung rund 45 Bauteile. Das ist zwar wenig im Vergleich zu anderen Lösungen, jedoch werden zudem meist auch zwei kundenspezifische Induktivitäten benötigt. Der Transformator allein ist schon größer als ein PI3101 und auch mit seinen 45 Bauteilen liefert dieses Design nur 2/3 der Leistung eines Cool-Power-Moduls.

Die PI310x-Familie eignet sich auch bestens für den leistungsstärkeren PoE-Standard (Power-over-Ethernet). So kann mit einem einzigen Cool-Power-Modul die absolut kleinste Stromversorgung aufgebaut werden, die die maximale in diesem Standard definierte Leistung liefern kann. Dank ihrer Bauform eignet sich der PI3101 auch bestens für Applikationen in Flugzeugen oder transportablen Systemen, bei denen es auf maximale Gewichtsersparnis ankommt. Für Anwendungen, die eine exakte Regelung der Spannung an der Last benötigen, kann der Wandler auch für Fühlerleitungsbetrieb ausgelegt werden.

Details zu Cool-Power-Modulen

* * Carl Smith ist Director Strategic Marketing & Business Development,Cris Swartz Principal Applications Engineer, beide bei Picor.

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