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Leistungselektronik 09 2020 Elektronik 25 Grafikprozessoren GPUs Feldprogrammierbare Gate-Arrays FPGAs Mikrocontroller und Mikroprozessoren programmierbare Logikbausteine PLDs digitale Signalprozessoren DSPs oder auch applikationsspezifische integrierte Schaltungen ASICs eingesetzt werden Die komplexen digitalen Bausteine benötigen unterschiedliche Spannungspegel und eine hohe Leistungsdichte die niedrige Spannungen und hohe Ströme liefert und schnell auf Lastspitzen reagiert Dazu müssen Entwickler auf geringes Rauschen limitierte Betriebstemperaturen und die digitale Steuerung achten Herausforderungen beim Stromversorgungsdesign Die hohe Integrationsdichte auf immer kleineren Leiterplatten braucht effiziente Leistungskomponenten die die Temperaturen im Zaum halten Der Temperaturüberwachung der Systeme und deren Power-Management-Komponenten kommt daher eine große Bedeutung zu Ein System-Controller kann eine Übertemperaturwarnung OT mit Empfehlungen für Gegenmaßnahmen ausgeben um eine Überhitzung des Systems zu verhindern Dazu kann er weniger wichtige Funktionen abschalten oder die Leistung eines Prozessors Displays und die Netzwerkkommunikation drosseln Das Beispiel Auto zeigt Aus Sicht der Stromversorgung erfordern selbst einfache Infotainment-Konsolen in Armaturenbrettern mehrere Versorgungspegel mit geringen Spannungen Ausgangspegel mit einigen Ampere an Gesamtstrom eine moderne Connected-Car-Konsole benötigt weit mehr Traditionell wurden niedrige Spannungspegel mit einer Reihe von winzigen diskreten POL-Leistungsregler-ICs Point of Load oder großen hoch integrierten Power-Management-ICs PMICs generiert Diese PMICs verfügen häufig über mehr Spannungspegel als nötig das kostet Bauraum Zudem können einige dieser Spannungspegel unterversorgt sein was weitere Integrationen verhindert Auch zu viele Funktionen können bei der Auswahl von ICs und zugehörigen diskreten Komponenten Schwierigkeiten verursachen oder wenn sich bei Produktiterationen die Einund Ausgangsspannung oder die Ausgangsströme ändern Wenn nach dem Leiterplatten-Layout noch eine Systemspezifikation geändert wird kann im besten Fall noch eine Spannung durch Austausch einiger Widerstände an einem einstellbaren Konverter Bild 1 Vereinfachte Blockschaltung des LTC3376 Bild Analog Devices