Bei der Entwicklung elektronischer Schaltungen ist der Strombedarf ein wesentlicher Bestandteil, aber in der Regel nicht die Hauptfunktion oder der Entwicklungsschwerpunkt. Oft werden vorherige Designs übernommen, um Zeit und Aufwand zu sparen.

Es gibt gute Gründe, warum Sie Ihre Entwicklungen aktualisieren sollten, anstatt alte zu verwenden. Wir werden einige Punkte hervorheben, die Sie bedenken und ggf. in Ihren Designs beachten sollten.

 

Warum sollten Sie Ihre Stromversorgungsschaltungen aktualisieren?

  1. Im Jahr 2025 treten neue Vorschriften für die Standby-Leistung in Kraft. 2027 werden noch strengere Regeln eingeführt, die die Leistungsaufnahme im Standby- und im ausgeschalteten Zustand auf jeweils nur 300 mW begrenzen. Effizientere Regler bedeuten mehr Leistungsreserven für den Mikrocontroller und andere Komponenten im Standby-Modus.

  2. Neue DC-DC-Wandler sind mit Schaltfrequenzen von bis zu 6 MHz erhältlich. Dies ermöglicht die Verwendung von induktiven Miniaturbauteilen und damit kleinere Designs, was zu geringeren RFI-Emissionen (Radio Frequency Interference) und damit zu einer leichteren Einhaltung der EMV-Vorschriften führt.

  3. Zusätzliche Steuer- und Überwachungsfunktionen sind integriert, wodurch die Entwicklung neuer Schaltungen einfacher und funktioneller wird. Statusausgang, Freigabeeingang und Modusfunktionen tragen zur Reduzierung des Stromverbrauchs im Standby bei.

  4. Verbesserte Spezifikationen, wie z. B. Ausgangsrauschen oder RFI-Immunität, ermöglichen leistungsstärkere Designs, die weniger anfällig für Fehler in der Praxis sind.

Ausgewählte Produkte, die Sie sich merken sollten:

DC-DC-Wandler

Der RM590L002D ist ein 400mA-DC-Down-Wandlermodul, bei dem die Induktivität auf dem Chip in einem 2,2 x 2 mm großen QFN-Gehäuse untergebracht ist.

Durch die Nähe der Induktivität und der Schalt-MOSFETs werden Verluste und RFI-Emissionen reduziert und ein Wirkungsgrad von bis zu 91% bei 100mA erreicht. Der Betriebsmodus wechselt automatisch von Pulsweitenmodulation (PWM) zu variabler Frequenzmodulation (VFM), so dass der Wirkungsgrad auch bei niedrigen Strömen hoch bleibt (80% bei 1mA). Es besteht die Möglichkeit, den PWM-Modus bei niedrigen Stromstärken zu erzwingen, um die Ausgangswelligkeit zu reduzieren, wenn dies vorrangig ist.

Typische Anwendungsschaltung.

Der RM590L002D hat einen einstellbaren Ausgangsbereich von 0,6V bis 5,5V und arbeitet mit nur 15µA Versorgungsstrom oder 0µA im Standby. Weitere Funktionen sind Softstart, Unterspannungsschutz, Induktionsstrombegrenzung, automatische Entladung und thermische Abschaltung bei 140°C.

Festspannungsoptionen sind ebenfalls verfügbar.

Der NJW4128G ist ein 40V, 2,5A DC-DC-Wandler-IC in einem SO8-Gehäuse. Der mit 450 kHz schaltende NJW4128G ermöglicht eine kompakte Leistungsumwandlung mit wenigen externen Komponenten und kann mit anderen Wandlern synchronisiert werden, um das Rauschen zu reduzieren.

Eine häufige Anforderung im Audiobereich ist die Erzeugung bipolarer Versorgungsspannungen, z. B. ±15 V. Dies wird im RADCB15-Modul demonstriert, das den NJW4128GM1-A-TE2 verwendet.

Das RADCB15-Modul wurde für 600 mA charakterisiert, sollte aber für Anwendungen mit geringerem Rauschen auf 150 mA begrenzt werden. Sowohl das Modul als auch das IC sind bei Profusion erhältlich.

DC-DC-Wandler

 

LDO-Regler

Der MUSES100 wurde für hochwertige A/D- und D/A-Wandler entwickelt. Die Ausgangsspannungen sind fest eingestellt, wobei Optionen für 1,2V, 1,8V, 3,3V und 5V bei 600mA zur Verfügung stehen.

Das Ausgangsrauschen des MUSES100 beträgt 3,0µV bei 50mA Ausgangsstrom, und die Welligkeitsunterdrückung der Eingangsversorgung (PSRR) liegt bei 90dB, wodurch die Wandler mit einer sauberen, stabilen Versorgung ausgestattet sind. Außerdem verfügt er über eine Einschaltstrombegrenzung, eine thermische Abschaltung und einen Enable-Pin.

Für kostensensitivere Anwendungen ist der LD1117AGADAA3AR ein einstellbarer LDO mit 15 V Eingangsleistung und 1 V Dropout-Spannung. Er bietet 60dB (PSRR) Welligkeitsunterdrückung und 100µV Ausgangsrauschen bei 3,3V. Die Dropout-Spannung beträgt nur 0,15V bei 600mA.

Der LD1117AGADAA3AR ist weit verbreitet und hat ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis.

LDO-Regler

 

Mehrkanalige Power Management ICs

Mehrkanal-PMICs kombinieren mehrere DC/DC-Wandler und LDOs auf einem einzigen Chip und verfügen über programmierbare Steuerungen für Sequenzierung, Freigabe, Spannungseinstellungen, usw.

Diese PMICs sind ideal für Designs mit FPGAs oder Mikroprozessoren, die mehrere Spannungsschienen und ein optimiertes Power-Management benötigen.

Sehen Sie sich den RN5T5610 wan, der über vier DC-DC-Wandler und sieben LDOs in einem kompakten QFN7x7-Gehäuse verfügt.

RN5T5610