Empower Semiconductor 宣布推出一款具有快速瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間的新型電源管理器件，可精確優(yōu)化電壓轉(zhuǎn)換時(shí)間。新型 IVR EP7010 IC 是一款 10A 穩(wěn)壓器，可在 500ns 內(nèi)通過(guò)零到 10A 的負(fù)載階躍進(jìn)行管理，壓降 《15mv，無(wú)需輸出電容器。在接受電力電子新聞采訪時(shí)，全球銷售和營(yíng)銷高級(jí)副總裁 Steve Shultis 和 Empower Semiconductor 首席技術(shù)官兼工程高級(jí)副總裁 Trey Roessig 強(qiáng)調(diào)了數(shù)字系統(tǒng)中電源管理對(duì)于具有快速響應(yīng)時(shí)間的解決方案的重要性，從而提高能源效率。在不需要的電壓偏移至關(guān)重要的情況下對(duì)電壓精度的需求，并且能夠提供優(yōu)化這些要求的解決方案對(duì)許多解決方案至關(guān)重要。

新平臺(tái)在 5×5 毫米封裝中提供三路輸出 DC-DC 集成，無(wú)需外部組件，同時(shí)提供高能量密度和出色的動(dòng)態(tài)電壓縮放性能。

瞬態(tài)響應(yīng)和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)

下一代數(shù)字系統(tǒng)增加的功率需求對(duì) DC-DC 轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重大影響。這些先進(jìn)的數(shù)字設(shè)備需要在較低電壓下提供高峰值電流，其值通常在操作期間使用 DVS（動(dòng)態(tài)電壓縮放）或 AVS（自適應(yīng)電壓縮放）等技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。盡管需要快速響應(yīng)，但電壓調(diào)節(jié)的誤差幅度非常小，需要更大的環(huán)帶寬或潛在的復(fù)雜解決方案。

瞬態(tài)響應(yīng)對(duì)于現(xiàn)代數(shù)字設(shè)備來(lái)說(shuō)非常重要，可以最大限度地提高性能，同時(shí)最大限度地減少能源浪費(fèi)。當(dāng)瞬間需要更多電流，而輸出電流的供應(yīng)速度不夠快時(shí)，電壓會(huì)下降。今天的典型轉(zhuǎn)換器可以在幾微秒內(nèi)提供超過(guò) 50mV 的電壓降的瞬態(tài)響應(yīng)，同時(shí)需要高輸出電容。EP70xx 可實(shí)現(xiàn) 500ns 響應(yīng)，壓降小于 15mV，且不增加輸出電容。

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)在降低功耗方面非常有效，因?yàn)榻档碗妷簩?duì)有功功耗具有二次方影響。DVS 根據(jù)性能要求動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓。

今天的嵌入式系統(tǒng)使用高時(shí)鐘頻率來(lái)提高處理能力和系統(tǒng)性能。功耗主要由器件電容引起的開(kāi)關(guān)損耗決定。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整用于通過(guò)選擇性調(diào)整系統(tǒng)電壓來(lái)降低系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)損耗。通過(guò) I3C 控制的 DVS 允許電源轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)協(xié)同工作。例如，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，設(shè)備消耗的功率隨著傳輸數(shù)據(jù)量的增加而增加。在低流量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將在遠(yuǎn)低于其容量的情況下運(yùn)行。

“如果您的系統(tǒng)具有睡眠模式，例如 IoT 系統(tǒng)，則啟動(dòng)時(shí)間會(huì)嘗試節(jié)省電池電量，并且在某個(gè)時(shí)候，它會(huì)開(kāi)始一個(gè)計(jì)算周期。如果要在計(jì)算周期之間節(jié)省能量，則必須盡可能降低電壓，以使漏電流最小。如果打開(kāi)和關(guān)閉系統(tǒng)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于您計(jì)算某事所花費(fèi)的實(shí)際時(shí)間，那么花費(fèi)這些時(shí)間是不值得的。無(wú)論您在優(yōu)化計(jì)算周期上投入了多少計(jì)算量和工作量都沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)槟谶@么短的時(shí)間內(nèi)的所有能力都被開(kāi)銷和切換時(shí)間消耗掉了?，F(xiàn)在，當(dāng)您進(jìn)行處理時(shí)，計(jì)算周期會(huì)越來(lái)越小，以節(jié)省電池壽命。

提供給數(shù)字系統(tǒng)中每個(gè)處理器和 FPGA 的電壓和電流將很低，并且電源將在遠(yuǎn)低于額定負(fù)載的情況下運(yùn)行。非常短的占空比往往會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較高的開(kāi)關(guān)損耗。通過(guò)實(shí)施數(shù)字控制回路，中間總線電壓可以根據(jù)負(fù)載變化動(dòng)態(tài)改變。在低負(fù)載條件下可以降低發(fā)送到轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，從而提高系統(tǒng)的整體效率。

賦能解決方案

Empower Semi 獲得專利的數(shù)字可配置硬件平臺(tái)旨在簡(jiǎn)化 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在高計(jì)算數(shù)字系統(tǒng)中的采用。憑借單一的占位面積、無(wú)外部組件、廣泛的可編程性以及廣泛的電流和輸出配置，電源設(shè)計(jì)人員可以部署具有快速負(fù)載瞬態(tài)的 EP70xx，從而降低系統(tǒng)的工作電壓并降低直接連接的系統(tǒng)的功耗。與工作電壓成正比。降低功耗還提供其他好處，例如降低冷卻成本和提高散熱性能。

圖 1：EP70xx 的框圖

圖 2：EP70xx 評(píng)估板

“想象一下處理器在正常工作模式下的電壓為 600 毫伏。你需要跳到 800 毫伏。我們可以在幾十納秒內(nèi)完成這種跳躍，而通常需要幾十微秒或快 1000 倍，”發(fā)言人說(shuō)。

Empower 指出，Empower EP70xx 系列顯示出高達(dá) 92% 的峰值效率，并允許在工作電壓之間輕松切換，從而允許組件在較低的工作電壓下工作并節(jié)省電力。

“要實(shí)現(xiàn)這些速度，您不僅要優(yōu)化硅，還要優(yōu)化磁效應(yīng)和電容，從而避免引入可能影響響應(yīng)時(shí)間的外部寄生電容。每一個(gè)元素，包括包裝，都有助于實(shí)現(xiàn)響應(yīng)時(shí)間目標(biāo)，”發(fā)言人指出。

EP70xx 系列有九個(gè)器件可供選擇，每個(gè)器件最多三個(gè)穩(wěn)壓器。輸出范圍為 2A 至 10A，采用 5x5mm 或 4x4mm 封裝，外形尺寸為 0.75mm。Empower 提供了一個(gè)評(píng)估板來(lái)執(zhí)行準(zhǔn)確的性能分析，并為工程師提供優(yōu)化上市時(shí)間的市場(chǎng)就緒解決方案?！　?/p>