Schaltregler Abwärts-DC/DC-Wandler-IC mit integriertem MOSFET

Im April 2023 will ROHM die Serienfertigung eines dedizierten Abwärts-DC/DC-Wandlers für Automobilanwendungen wie Infotainment und ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) starten. Zweck dieses ICs ist eine Verbesserung der Design-Flexibilität für Leistungsschaltungen in anspruchsvolleren Automotive-Anwendungen. Der Schaltregler BD9S402MUF-C integriert dazu auch einen MOSFET.

Maßnahmen zur Unfallprävention und Fortschritte beim autonomen Fahren lassen die Anforderungen an die Sicherheit steigen. Dazu müssen MCUs und SoCs in den Fahrerassistenzsysteme leistungsstärker werden, das bedingt die stabile Stromversorgung auch bei starken Laststrom-Schwankungen.

Um den stetig steigend Anforderungen zu entsprechen, hat ROHM schon 2017 die sehr schnelle Technologie zur Pulsregelung Nano Pulse Control für niedrige Ausgangsspannungen bei hohen Eingangsspannungen und hohen Schaltfrequenzen entwickelt. Im Jahr 2022 folgte die Technologie der Hochgeschwindigkeits-Laststeuerung namens QuiCur, die für einen stabilen Betrieb bei geringer Ausgangskapazität sorgt, indem sie das Lastübergangsverhalten (Ansprechverhalten, das die Reaktionsgeschwindigkeit und die Spannungsstabilität der nachfolgenden Stufe umfasst) von DC/DC-Wandlern und LDOs verbessert. Durch den Einsatz von QuiCur in Stromversorgungs-ICs ist, so ROHM, die bestmögliche Leistung erreichbar, ohne Instabilität in Rückkopplungsschaltungen zu verursachen.

Der jetzt vorgestellte Schaltregler BD9S402MUF-C nutzt QuiCur und unterstützt Ausgangsspannungen bis herunter auf 0,6 V bei einem Ausgangsstrom bis maximal 4 A. Seine Schaltfrequenz liegt dabei über 2 MHz. Der IC hat die entsprechend kompakten Maße, die zur Sekundärstromversorgung für Hochleistungs-MCUs und SoCs gefordert sind. Ausgestattet mit der proprietären QuiCur-Technologie ermöglicht der Schaltregler laut ROHM einen stabilen Betrieb, beispielsweise bei 30 mV Spannungseinbruch und Transienten von 2 A mit einer Slew-Rate von 1 A/µs (Messbedingungen: 5 V Eingangsspannung, 1,2 V Ausgangsspannung, 44 µF Ausgangskapazität). Dadurch reduzieren sich die Ausgangsspannungsschwankungen um 25% im Vergleich zu klassenführenden Standardprodukten mit gleichwertiger Funktionalität, konstatiert ROHM.

Der IC ist für den Einsatz in den neuesten ADAS mit schwierigen Stromversorgungsbedingungen geeignet, die selbst bei niedriger Ausgangsspannung einen stabilen Betrieb innerhalb weniger als 5% Spannungstoleranz erfordern. ROHM will sein Angebot an Stromversorgungs-ICs mit QuiCur weiter ausbauen, um eine breitere Palette von Anwendungen zu unterstützen.

Weitere Details zum neuen Produkt nach Angaben von ROHM: „Der BD9S402MUF-C besitzt eine Funktion zur Auswahl des Lastwechselverhaltens. Diese nutzt die Eigenschaften der QuiCur und ermöglicht es dem Benutzer durch Setzen des GAIN-Pins auf High oder Low, die Priorität zwischen „Spannungsschwankung“ (für sehr schnelle Lastwechselantworten) und „Kapazitätsreduzierung“ (um einen stabilen Betrieb bei 22 µF zu gewährleisten) zu wechseln. Beispielsweise kann der GAIN-Pin auf High gesetzt werden, wenn es sich um eine Stromversorgung für ein Hochleistungs-SoC handelt, das schnelle Lastschwankungen bei geringen Eingangsspannungstoleranzen bewältigen muss. Durch Setzen des GAIN-Pins auf Low erreicht der Anwender ein gutes Gleichgewicht zwischen Leistung und Kondensatorkosten, wenn die Stromversorgung für eine Last keine extrem genauen Spannungsschwankungen berücksichtigen muss. Diese Funktion erhöht die Flexibilität der Schaltungsentwickler beim Design von Stromversorgungen erheblich, da ein stabiler Betrieb sowohl beim ursprünglichen Design als auch bei Spezifikations- oder Modelländerungen leicht erreichbar ist.“

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