Neue Synchron-Schaltregler-Familie von National Semiconductor für die komplexen Stromversorgungs-Anforderungen von DSPs, FPGAs und ASICs

Die LM274x-Familie eignet sich ideal für die Point-of-Load-Regelung und kommt auf einen Wirkungsgrad bis zu 95 %
(PresseBox) (Fürstenfeldbruck, ) National Semiconductor bringt jetzt eine neue Familie schneller, synchroner Schaltregler-Bausteine auf den Markt. Aus Eingangsspannungen von 1 bis 16 V erzeugen die Mitglieder der LM274x-Familie Ausgangsspannungen ab 0,6 V aufwärts. Zu den Anwendungsgebieten gehören Set-Top-Boxen, Kabelmodems, Rack-Equipment, Netzwerkprodukte und beliebige andere Systeme mit DSPs, FPGAs, ASICs oder Prozessoren mit Versorgungsspannungen von 1,8 V oder darunter.

„Die LM274x-Familie von National Semiconductor ist auf die Stromversorgungs-Anforderungen eines wachsenden Marktsegments komplexer Elektronik zugeschnitten, die DSPs, FPGAs und ASICs verwendet und auf effiziente Power-Management-Lösungen angewiesen ist, damit kleinere Endprodukte realisieren werden können“, sagte Paul Greenland, Marketing Director der Power Management Group von National Semiconductor. „Die neue Controller-Familie ist der nächste Schritt beim Ausbau unseres Portfolios branchenführender Power-Management-Lösungen.“

Die LM274x-Familie

Der schnelle, synchrone Schaltregler-Baustein LM2742 kann mit einem Umwandlungs-Wirkungsgrad bis zu 95 % Ströme von 0,7 bis 20 A liefern. Das Power-up- und Power-down-Sequencing bedient sich eines Power-Good-Flags, einer einstellbaren Softstart-Funktion und einer Output-Enable-Funktion. Der LM2742 benötigt eine 5-V-Bias-Spannung, an der nur ein geringer Strom aufgenommen wird, während die Eingangsspannung 1 bis 16 V betragen kann. Er arbeitet nach dem Voltage-Mode-PWM-Prinzip (Pulsweitenmodulation) mit einer konstanten Schaltfrequenz, die sich mit Hilfe eines externen Widerstands auf Werte zwischen 50 kHz und 2 MHz einstellen lässt. Die Strombegrenzung erfolgt durch Überwachung des Spannungsabfalls am On-Widerstand des leitenden low-seitigen MOSFET, wobei eine konkurrenzlos kurze On-Zeit von minimal 40 ns erreicht wird. Der große Schaltfrequenzbereich verleiht dem Entwickler große Flexibilität bei der Wahl des besten Kompromisses zwischen der Größe der Bauelemente, dem EMI-Aufkommen und dem Wirkungsgrad. Die adaptiven, nicht-überlappenden MOSFET-Treiber und der high-seitige Bootstrap-Treiber sorgen für einen maximalen Wirkungsgrad ohne Einbußen bei der Zuverlässigkeit. Da der low-seitige MOSFET im Shutdown-Zustand abgeschaltet bleibt, wird ein Entladen des Filterkondensators am Ausgang vermieden.

Der LM2743 ist ein schneller, synchroner N-Kanal-Buck-Schaltregler mit einer auf 2 % genauen 0,6V-Feedback-Referenzspannung. Auch dieser Controller arbeitet nach dem Voltage-Mode-PWM-Prinzip mit einer konstanten Schaltfrequenz, die per externem Widerstand zwischen 50 kHz und 1 MHz festgelegt wird. Auch hier ermöglicht der große Frequenzbereich einen optimalen Kompromiss zwischen Bauelemente-Größe, EMI-Aufkommen und dem Wirkungsgrad. Die Leistungs-MOSFETs können von einer separaten, zwischen 1 und 16 V betragenden Eingangsspannung gespeist werden, während der Schaltregler-Baustein selbst mit 3 bis 6 V (bei 2 mA Stromaufnahme) versorgt wird. Durch das Power-Good-Flag, die präzise Shutdown-Schwelle und die Softstart-Features lässt sich problemlos für den Gleichlauf und das Sequencing der Stromversorgungen sorgen.

Auch die Strombegrenzung des LM2743 basiert auf der Überwachung des Spannungsabfalls am On-Widerstand des leitenden low-seitigen MOSFET. Hinzu kommen ein Unterspannungs- und ein Überspannungs-Flag für den Ausgang. Die adaptiven, nicht-überlappenden MOSFET-Gatetreiber vermeiden sogenannte Shoot-through-Ströme unter Beibehaltung eines hohen Wirkungsgrads. Als high- und low-seitige MOSFETs kommen N-Kanal-Versionen zum Einsatz. Die IC-Bootstrap-Struktur sorgt für die Ansteuerung des high-seitigen MOSFET im Interesse eines größtmöglichen Wirkungsgrads. Der LM2744 weist die gleiche Feature-Ausstattung auf wie der LM2743, ermöglicht jedoch den Anschluss einer externen Referenz, die der Anwender zum Erzielen einer höheren DC-Genauigkeit mit einem Fehlerverstärker kombinieren kann.

Preise und Verfügbarkeit

Die Preise der drei Bauelemente betragen 1,50 US-Dollar für den LM2742, 1,30 US-Dollar für den LM2743 und 1,20 US-Dollar für den LM2744 (jeweils ab 1.000 Stück). Sämtliche Produkte werden im TSSOP-14-Gehäuse angeboten und sind umgehend lieferbar. Weitere Produkt-Informationen stehen unter www.national.com/..., www.national.com/... und www.national.com/... zur Verfügung.

Power-Management-Produkte von National

National Semiconductor ist die Nummer eins unter den Anbietern von Spannungsregler- und Referenz-ICs. Nach einer 2004 durchgeführten Erhebung der Firma iSuppli für dieses Segment stieg der Marktanteil des Unternehmens von 11,5 % im Jahr 2002 auf nunmehr 12,8 %. Spannungsregler und Referenzen bilden das größte Segment innerhalb des Power-Management-Markts. Wie die Studie ergab, lag der Umsatz von National in diesem Bereich im Jahr 2003 um 29,7 % über dem des vergangenen Jahres. Zum Vergleich: die Branche insgesamt verzeichnete im gleichen Zeitraum lediglich ein Wachstum von 17,3 %. Zum innovativen Power-Management-Angebot von National gehören marktführende Lösungen in den Bereichen dezentrale Stromversorgung, Digital-Core- und I/O-Stromversorgung sowie Stromversorgung über den Signalweg (signal-path power) und das Beleuchtungs-Management. Hinzu kommen ICs zur Überwachung und Steuerung von Stromversorgungen sowie Referenz-ICs. WEBENCH®, das Online-Designtool von National, gibt dem Entwickler die Möglichkeit zum Erstellen und Analysieren eines Designs sowie zur Herstellung eines Prototyps aus einem kundenspezifischen Design-Kit, das binnen 24 Stunden geliefert wird. Weitere Informationen über die Power-Management-Produkte von National unter power.national.com.

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