Enpirion erzielt Rekord-Leistungsdichte

DC/DC, ultrakompakt und rauscharm

Der US-amerikanischer Spezialist für PoL-Wandler Enpirion hat einen ultrakompakten 3-A-Wandler entwickelt, der bislang unerreichte Leistungsdaten bietet.

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Power-Winzling: Der EN5339 findet in einem QFN-Gehäuse Platz, das 4 x 6 mm bei einer Bauhöhe von 1,1 mm aufweist.

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Power-Winzling: Der EN5339 findet in einem QFN-Gehäuse Platz, das 4 x 6 mm bei einer Bauhöhe von 1,1 mm aufweist.

Das Power-System-on-a-Chip (Power-SoC) EN5339 von Enpirion ist für Ausgangsströme bis 3 A bei einer Spannung von 0,8 bis 3,3 V ausgelegt. Es enthält in einem äußerst kompakten Gehäuse Controller, Leistungs-MOSFETs, Kompensationsnetzwerk und eine innovative Spule, die eine für die Gleichspannungswandlung benötigte Induktivität in ausreichender Größe bereitstellt. Zum Aufbau eines kompletten 3-A-Wandlers benötigt man nur noch einen Ein- und einen Ausgangskondensator.

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Mark Cieri, Enpirion: »Der PoL-Wandler verzeichnete schon vor seiner offiziellen Markteinführung über 20 Design-Wins.«

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Mark Cieri, Enpirion: »Der PoL-Wandler verzeichnete schon vor seiner offiziellen Markteinführung über 20 Design-Wins.«

Das Ergebnis ist, dass ein solcher Wandler eine Fläche von weniger als 60 mm2 bei einer Bauhöhe von 1,1 mm beansprucht. Bei einer Ausgangsleistung von 10 W ergibt sich daraus eine Leistungsdichte von 150 mW/ mm3. Für derart kompakte Wandler ist das ein Rekord! Die hohe Leistungsdichte ist auch deshalb möglich, weil der Wandler (bei etwa 30 Prozent Teillast) trotz der mit 3,6 MHz recht hohen Schaltfrequenz einen Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent erreicht. Bei Wandlung von 5 V Eingangsspannung in 3,3 V Ausgangsspannung gehen zum Beispiel bei 1 A Ausgangsstrom kaum mehr als 5 Prozent der zugeführten Leistung verloren. Und auch bei Volllast (3 A) sind es nicht mehr als 10 Prozent. Von der Nutzlast wird also nur ein relativ geringer Anteil in Wärme umgesetzt, so dass ein überschaubarer Kühlaufwand erforderlich ist, was den Platz- und Materialverbrauch weiter senkt.

Von besonderem Vorteil ist auch die geringe Restwelligkeit, die Enpirion mit 6 mV angibt. »Wir messen diesen Wert auch bei einer Bandbreite von 500 MHz, um möglichst alle Rauschkomponenten zu erfassen«, erläutert Mark Cieri, Enpirions Director of Marketing and Business Development. »Wer nur bis 20 MHz misst, wie es oft der Fall ist, verpasst die fast immer vorhandenen extrem kurzen Spitzen, die in die Last eindringen. Die elektromagnetische Verträglichkeit des EN5339 ist deshalb so gut, dass externe Rauschfilter überflüssig werden.«

1. Teil: DC/DC, ultrakompakt und rauscharm
2. Teil: Minimaler Platzbedarf
3. Teil: Enpirion

Weiterführende Links:

• DCR-Messung ab 0,17 mΩ: Linear Technology: Neuartige Architektur für CM-DC/DC