Innovationen bei der Integration

Als Letztes sehen wir uns die Integration als wichtigen Faktor zur Verbesserung der Leistungsdichte an Die kostengünstige Integration reduziert Parasit?reffekte, die Materialliste wird kürzer, sie erm?glicht h?here Effizienz und spart Platz. Integration wird auf verschiedene Aspekte des Power-Managements angewendet. Durch gute Integration k?nnen mehr elektrische Schaltungen in einen IC eingebaut, mehr Komponenten in einem Geh?use untergebracht oder andere Elemente mithilfe von mechanischen oder physischen Mittel einer L?sung zur Verbesserung der Leistungsdichte hinzugefügt werden. Einige Paradebeispiele in diesem Bereich sind Treiber mit integrierten GaN-FETs, Kondensator-Integration zur Reduzierung von Schleifeninduktivit?t und dreidimensionales Stacking von passiven Komponenten.

Die Verwendung von Gate-Treibern mit Schaltleistungs-FETs bietet viele Vorteile. Die Induktivit?t der Gate-Treiber-Schleife verringert sich, was h?here Schaltgeschwindigkeiten, einen stabileren Betrieb und weniger Bauteile erm?glicht. Vor allem GaN-FETs profitieren von dieser Integration. In Ger?ten wie dem LMG3522R030-Q1 sind zus?tzliche Funktionen wie überstromschutz, übertemperaturschutz und überwachung (siehe Abbildung 22) enthalten. Diese Integration vereinfacht die Power-Management-L?sung erheblich und erm?glicht es Designern, GaN-Technologie optimal zu nutzen.

Eine weitere M?glichkeit der Integration besteht darin, auch passive Komponenten im IC-Geh?use zu integrieren. In Abbildung 23 ist die Integration von hochfrequenten Entkopplungskondensatoren, eine der im LMQ61460-Q1 verwendeten Techniken, dargestellt. Die Integration der Kondensatoren kann die Effizienz verbessern, indem die parasit?re Induktivit?t der kritischen Schleifen verringert und das EMI-Verhalten reduziert wird. Diese Stromversorgungsl?sung kann auch die Schaltzeiten erh?hen, ohne die Stabilit?t des Systems zu beeintr?chtigen oder thermische Grenzwerte zu überschreiten, was zu h?heren Schaltfrequenzen und kleineren L?sungen bei geringerer EMV-Filterung führt. Dank der Integration von Magnetkomponenten kann der UCC14240 eine isolierte Bias-Stromversorgung ohne externen Transformator bereitstellen. Dieser Ansatz reduziert Gr??e, Komplexit?t und EMI.

Ein letztes Beispiel für gute Integration ist die dreidimensionale Stapelung von Bauteilen, die h?ufig in Stromversorgungsmodulen mit integrierten passiven Bauteilen auftritt. In Abbildung 24 wird die Komponente TPS82671 als Beispiel verwendet. Dieser Baustein bettet den Stromversorgungs-IC in ein Laminatsubstrat ein und weist einen Induktor sowie Ein- und Ausgangs-Kondensatoren auf der Oberseite auf. Diese unglaublich kleine L?sung ben?tigt keine zus?tzlichen Komponenten. Wir sehen hier, wie ein einfaches Integrationskonzept erstaunliche Ergebnisse erzielen, Platz auf der Leiterplatte sparen und die Stromversorgungsl?sung vereinfachen kann.