National Semiconductor setzt neue Maßstäbe bei Power-Management-Lösungen für Hochspannungs-Leistungswandler

Voll integrierte Hochspannungs-DC/DC-Wandler und Current-Mode-PWM-Schaltregler der LM5000-Familie ebnen den Weg für die kommende Generation von Kommunikationssystemen
(PresseBox) (Fürstenfeldbruck, ) Mit der Einführung zweier neuer Schaltregler speziell für Hochspannungs-Stromversorgungen in Kommunikations-, Industrie- und Automotive-Applikationen setzt die National Semiconductor Corporation (NYSE:NSM) neue Maßstäbe im Bereich Power-Management für Kommunikationssysteme. Die Kombination aus High-Voltage-Prozessen, Chip-Scale-Packaging und proprietärer Schaltungstechnik ermöglicht es National, die ersten voll integrierten Schaltregler-ICs der Industrie anzubieten, die einen Spannungsbereich von 10V bis über 100V abdecken.

“Die neuen Hochspannungs-Stromversorgungsprodukte von National sind auf die anspruchsvollen Power-Conversion-Anforderungen abgestimmt, mit denen unsere Kunden in der kommenden Systemgeneration konfrontiert werden”, sagte Johan Hedman, Marketing Manager der Power Management Group von National Semiconductor in Europa. “Die LM5000-Familie bietet den Ingenieuren Komplettlösungen für das Design zuverlässiger, leistungsfähiger und kosteneffektiver Stromversorgungs-Systeme. Angesichts der positiven Resonanz, die wir bereits jetzt von unseren Kunden erhalten haben, sind wir zuversichtlich, dass sich die LM5000-Familie zu einer bevorzugten Stromversorgungs-Lösung für Hochspannungs-Systeme entwickeln wird.”

Nach Angaben der Darnell Group, eines führenden Marktforschungs-Unternehmens auf dem Power-Management-Sektor, wird der Weltmarkt für die Stromversorgung von Kommunikationssystemen von 4,4 Mrd. US-Dollar im Jahr 2003 auf voraussichtlich 5,8 Mrd. US-Dollar im Jahr 2008 wachsen, was einer jährlichen Wachstumsrate von 5,5% entspricht. In Stückzahlen wird die durchschnittliche jährliche Zuwachsrate in dieser Zeit 11,2 % betragen.

Die gegenwärtig im Kommunikationsbereich eingesetzten applikationsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) basieren auf Deep-Submicron-Technologien und nehmen bei Versorgungsspannungen unter 2 V hohe Ströme auf. Parallel dazu wächst der Leistungsbedarf mit der Zahl der Ports je Board und der Kommunikationsbandbreite. National Semiconductor erleichtert die Umwandlung der hohen Bus-Spannungen in die niedrigen Betriebsspannungen, die von Kommunikations- und Automotive-Systemen benötigt werden.

“Coilcraft freut sich darüber, mit National Semiconductor zusammenzuarbeiten - als Zulieferer magnetischer Bauelemente für die innovativen Hochspannungs-Stromversorgungslösungen LM5000 und LM5030, die für DC/DC-Wandler mit hoher Leistungsdichte bestimmt sind”, sagte Paul Liebman, Vice President of Marketing bei Coilcraft Inc. “Ebenso wie National möchten wir dieses rasch wachsende Segment des Power-Management-Markts mit hochwertigen Produkten und Dienstleistungen beliefern.”

Als Branchenführer im Power-Management-Bereich bietet National Semiconductor ein Portfolio an Hochspannungs-Stromversorgungs-ICs, das auch den kaskadierten 100V-Controller/Treiber-Chipsatz LM5041/LM5100 mit programmierbarem Timing einschließt. National hat seine Power-Management-Technologie für ein weites Anwendungsspektrum entwickelt, das von Kommunikations-Infrastrukturen über Mobiltelefone und andere tragbare Geräte bis hin zu Servern und PCs reicht.

LM5000 – Winziger Schaltregler kombiniert mit einem 80V/2A-FET

Der LM5000 von National ist ein voll integrierter DC/DC-Wandler in Current-Mode/PWM1-Technik für einen weiten Eingangsspannungsbereich von 3,1V bis 40V. Der eingebaute 80V-DMOS-Leistungstransistor ist für Spitzenströme bis 2A bei einem Kanalwiderstand von 200 mOhm ausgelegt. Der vielseitige LM5000 arbeitet mit einer vom Anwender wählbaren Frequenz bis zu 1,25 MHz. Er eignet sich für dichte, hocheffiziente Leistungswandler-Lösungen für den Telekommunikations-, Automotive-, Netzwerk- und Industrie-Bereich sowie für batteriebetriebene Applikationen.

Leistungsmerkmale des LM5000:

Integrierter 80V/200mOhm-DMOS-Transistor
Integrierter Start-up-Bias-Regler für 3,1 bis 40 V
Integrierter Überhitzungsschutz
Vom Anwender einstellbare Schaltfrequenz (300 kHz, 700kHz oder 600 kHz, 1,25 MHz)
Shutdown-Modus mit niedriger Leistungsaufnahme Integrierte Softstart-Schaltung LM5030 – 100V-Push-Pull-PWM-Schaltregler

Der LM5030 ist der weltweit erste 100V-Current-Mode-DC/DC-Wandler mit hoher Schaltfrequenz. Der PWM-Schaltregler bietet sämtliche Eigenschaften, die zur Implementierung von Push-Pull- und Brücken-Topologien nach dem neuesten Stand der Technik benötigt werden. Der LM5030 eignet sich ideal als Stromversorgung für Kommunikationsausrüstungen wie zum Beispiel Telefonvermittlungen, DSL-Zugangs-Multiplexer, High-Availability-Systeme und dezentrale 48V-Stromversorgungssysteme. In seinem thermisch optimierten Chip-Scale-Package ist ein 100V-Start-up-Regler integriert.

Folgende Leistungsmerkmale sind im LM5030 in einem Chip zusammengefasst:

Programmierbarer Oszillator mit externer Synchronisation
Start-up-Bias-Regler für 15 bis 100 V
Zwei schnelle Leistungs-MOSFET-Treiber für Spitzenströme bis 2 A Ansprechzeit der Strombegrenzung unter 100 ns
Dual-Mode-Strombegrenzung
Überhitzungsschutz
Anwenderprogrammierbare Softstart-Funktion
Oberflächenmontierbares LLP-10-Gehäuse (4 mm x 4 mm)
Interne Slope-Kompensation
Fehlerverstärker mit hohem Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt
Die LM5000-Familie von National wird mit dem neuesten High-Voltage-(100V) Analog-Bipolar-CMOS-DMOS-Prozess (ABCD150-HV) des Unternehmens produziert. Dieser ermöglicht die Integration von Logikschaltungen, Regelfunktionen, präzisen Analogschaltungen, Treibern und Leistungsschaltern auf einem Chip. Außerdem profitiert die neue-Chip-Familie auch von der Advanced-Packaging-Initiative von National, sodass die weltweit kleinsten 100V-Leistungsbausteine in einem thermisch optimierten, oberflächenmontierbaren LLP-Gehäuse (Leadless Leadframe Package) angeboten werden können.

Verfügbarkeit, Preise und Gehäuse

Der voll integrierte Hochspannungs-Schaltregler LM5000 wird im TSSOP-16- oder LLP-14-Gehäuse angeboten und kostet 2,- US-$ (ab 1.000 Stück). Der Hochspannungs-PWM-Controller LM5030 im MSOP-10- oder LLP-10-Gehäuse ist ab 1.000 Stück zum Preis von 1,85 US-$ lieferbar. LM5030 und LM5000 werden bereits bemustert und ab Mai bzw. Juni in Stückzahlen produziert.

1 PWM = Pulse-width modulation (Pulsbreitenmodulation)


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