Renesas представляет источник питания на базе микроконтроллера

Корпорация Renesas Electronics выпустила чипсет, выполняющий функции регулятора напряжения, нацеленный на использование в качестве источников питания центральных процессоров в персональных компьютерах, серверах и хранилищах данных.

Новое решение включает компонент R2A30521NP – первый в промышленности регулятор напряжения со встроенным цифровым интерфейсом на базе микроконтроллера. Также решение включает R2J20759NP – интеллектуальное устройство с полевым МОП-транзистором и ШИМ-драйвером со встроенной цепью контроля тока.

Производитель намерен поставлять чипсет в качестве питающего системного решения, совместимого со стандартами Intel, такими как VR12.0, VR12.5 и последним VR12.6 для достижения большей плотности мощности, лучшей эффективности по энергопотреблению и более точной работы.

Согласно разработчику, чипсет имеет на 40% меньшую площадь платы по сравнению с существующими схемами Renesas. В противовес традиционным технологиям использования тока катушки для измерения выходного напряжения, Renesas задействовал компонент R2J20759NP, который имеет свою встроенную цепь контроля тока, что исключает необходимость использования таких цепей на плате, а также не требует фильтров для снижения помех. В дополнение, интеллектуальный питающий компонент R2J20759NP выпускается в компактном корпусе QFN40 и может питать током до 40 А на фазу.

В регуляторе напряжения R2A30521NP используется такая же архитектура, как в микроконтроллере RL78, у которого есть режим ультранизкого потребления питания. При использовании в связке с R2J20759NP, итоговая потребляемая мощность может быть уменьшена до 50 мВт в обычном режиме ожидания и около 0,8 мВт в подключенном режиме ожидания.

Поддержка до 2 цепей питания и до 8 фаз позволяет использовать устройство в различных схемах: от 10-Вт систем, таких как ноутбуки, до 300-Вт персональных компьютеров, серверов, высокопроизводительных рабочих станций и сетевых стабилизаторов.

В дополнение к вышеуказанным особенностям, система имеет лучшую устойчивость к помехам, поскольку она не требует внешних цепей для контроля тока. Это контрастирует с привычными схемами, в которых линии на плате, используемые для контроля тока, особенно восприимчивы к внешним помехам, таким как помехи коммутации мощных полевых МОП-транзисторов. Данное обстоятельство обычно особенно учитывается при проектировании и компоновке печатной платы. Также, при традиционных методах контроля тока, которые используют индуктивность включенных в серию сопротивлений, существует постоянное беспокойство, что значения внешней цепи управления тока могут вызвать неполадки при смене режимов, либо во время детектирования дисбаланса токов. Новая система позволяет осуществлять прямое детектирование тока стоков интегрированных полевых МОП-транзисторов, исключая подобные проблемы.

Для функций защиты систем питания, например от типичной для таких цепей перегрузки по току, поддерживаются двухкаскадные схемы. Значение ограничения для стационарного состояния и для внезапного предполагаемого и разрушительного режима могут устанавливаться независимо. Такой гибкий подход гарантирует безопасность и практичность. Регулятор напряжения R2A30521NP также имеет встроенную флэш-память, поддерживая функцию ведения журнала событий. Она автоматически сохраняет информацию о событиях во флэш-памяти, когда работает функция защиты. Данные журнала могут быть считаны через последовательный интерфейс, такой как I2C. Данная возможность будет полезна для эксплуатации, проверки событий работы цепей защиты итд.

В регуляторе напряжения R2A30521NP используется последовательный интерфейс для обмена питанием или данными о статусе системы с процессором или другой высокоуровневой системой. Компонент использует выделенный источник тактовых импульсов для переключения рабочего режима. Это гарантирует, что такой режим выбран оптимально для источника питания. Дополнительно, используя возможности регулятора напряжения на базе микроконтроллера и программное обеспечение, можно изменять такие параметры, как рабочая частота и значения функций защиты. Корпус компонента - 64-контакный QFN с поверхностным монтажом и размерами 8 х 8 х 0,95 мм с шагом выводов 0,5 мм.

Являясь силовым модулем, интеллектуальное устройство питания R2J20759NP со встроенным полевым МОП-транзистором комбинирует возможности традиционного интегрированного силового компонента с транзистором и дополнительные функции, такие как цепи управления током и цепи управления ШИМ. Данный продукт выпускается в 40-контактном корпусе QFN с размерами 6 х 6 х 0,95 мм с шагом выводов 0,5 мм. Интегрируя в одном устройстве цепи управления током и ШИМ, становится возможным полностью исключить чувствительную к помехам периферию, необходимую в случае, когда указанные цепи располагались отдельно на печатной плате. Объединение помогает упростить схему цепи и компоновку платы регулятора напряжения.

Образцы чипсетов от Renesas доступны с октября по цене 3,5 долл. за R2A30521NP и 2,5 долл. за интеллектуальный модуль питания R2J20759NP. Серийное производство новых продуктов намечено на начало января 2013 года.