Chip per la gestione dell’alimentazione

ams propone un nuovo circuito integrato per la gestione della potenza, che amplia la sua famiglia di Pmic per i processori Arm multi-core. Il nuovo Pmic AS3722 fornisce una soluzione completa per l'alimentazione e il controllo del system-on-chip Nvidia Tegra K1 per dispositivi mobili. Insieme all'AS3722, ams ha presentato l'AS3728, uno stadio di potenza ad alta tensione da 8 A da abbinare ai controller Dc-Dc per correnti elevate dell'AS3722.

Architetture di alimentazione semplificate
L'AS3728 permette di creare architetture di alimentazione semplificate nei sistemi integrati, grazie alla capacità di erogare le correnti elevate richieste dai core dei processori direttamente da una linea di alimentazione a 12 V. Il PmicAS3722 e un certo numero di AS3728 alimentano il processore Tegra K1 nella scheda di sviluppo Jetson TK1 di Nvidia. Tegra K1, l'ultimo SoC per cellulari di Nvidia, è dotato di una Cpu quad-core Arm Cortex-A15 e 192 core di elaborazione grafica Cuda. Utilizzati insieme, l'AS3722 e lo stadio di potenza AS3728 forniscono una soluzione salvaspazio e ad alta efficienza termica per l'alimentazione dei processori Arm multi-core di ultima generazione. Questa combinazione è ideale per i dispositivi mobili compatti come tablet e notebook, nonché per le applicazioni industriali come telecamere di sicurezza e computer senza ventola, in cui il progettista deve prestare molta attenzione al controllo della temperatura dei circuiti stampati dove sono presenti numerosi componenti ad alta potenza. L'AS3722, proprio per questi suoi punti di forza, permette un layout della scheda ottimizzato per una maggiore efficienza termica. Grazie a un'innovazione progettuale sviluppata e brevettata da ams, l'interfaccia di feedback che collega l'AS3722 richiede solo due fili invece dei quattro o cinque solitamente necessari con altri Pmic. Il minore numero di piste che collegano il Pmic al processore consente una maggiore distanza tra i due dispositivi nei layout della scheda - una scelta ottimale per i dispositivi con limiti di spazio. In tal modo è possibile ridurre le dimensioni e l'intensità dell'hotspot intorno al processore rispetto alle architetture di alimentazione tradizionali, in cui sia il processore, sia il Pmic gestiscono simultaneamente correnti elevate e devono essere posizionati l'uno accanto all'altro.

Integrazione totale

L'AS3722 aiuta anche a ridurre i requisiti di spazio su scheda, integrando tutte le linee di alimentazione richieste da un processore sofisticato come il Tegra K1. L'AS3722 include quattro regolatori Dc-Dc step-down operanti fino a 4 MHz, tre controller Dc-Dc step-down, 11 Ldo universali, un orologio in tempo reale con una richiesta di corrente totale di 1 µA e un'interfaccia di controllo accessibile tramite un I2C o un'interfaccia periferica seriale. Lo stadio di potenza AS3728 presenta un design ad alta efficienza termica e supporta due fasi (controllandone gli ingressi in maniera indipendente. Il dispositivo incorpora Mosfet di tipo N-channel in configurazioni low-side e high-side separate per ogni fase. I tre controller Dc-Dc dell'AS3722 possono controllare separatamente le due fasi di un AS3728, per fornire una potenza massima di 24 A. La frequenza di commutazione di 3 MHz dei controllori Dc-Dc permette una risposta rapida ai transitori di carico e riduce al minimo le dimensioni dei componenti esterni. Inoltre i controllori Dc-Dc implementano anche la selezione automatica di fase per garantire la commutazione dei circuiti tra le modalità monofase e multifase in funzione della corrente di uscita, in modo da ottimizzare l'efficienza energetica e mantenere al tempo stesso la capacità di erogazione istantanea a pieno carico, quando ciò è necessario per far fronte ai transitori di carico.

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