Ericsson étend sa ligne de régulateurs à montage vertical pour applications à surface critique

Avec la migration des processeurs monocœurs vers les multicœurs et les FPGA avancés, et la tendance aux mises à jour système avec des cartes dotées de fonctions additionnelles, la fonctionnalité intégrée sur les cartes augmente. Les concepteurs doivent désormais allouer l’espace de carte en priorité aux composants « centraux » comme les microprocesseurs, et limiter l’espace réservé aux composants « périphériques » comme le régulateur de tension.

Les BMR462-SIP de 12 A, BMR463-SIP de 20 A et BMR464-SIP de 40 A répondent à ce besoin de réserver de la surface de carte aux principaux composants grâce à leur montage vertical SIP (single in-line packaging), qui est souvent utilisé pour les modules mémoires, les régulateurs de tension et diverses cartes de contrôle. L’approche SIP apporte aux BMR462-SIP et BMR463-SIP des empreintes de 1,58 cm2 et 1,99 cm2, respectivement, ce qui les adapte idéalement aux applications à contraintes d’espace. Les principales applications sont les routeurs de réseaux, le stockage de données et les cartes AdvancedTCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture) ; de plus, leur faible hauteur de 15,6 mm les adapte aussi aux applications de 15 mm à espacement étroit.

« Cette extension de la famille 3E nous permet d’être les premiers à proposer une famille étendue de convertisseurs de point de charge à contrôle numérique conforme PMBus offrant trois empreintes en version traversante, single-in-line et à montage en surface, » déclare Patrick Le Fèvre, Directeur Marketing et Communication d’Ericsson Power Modules. « La grande souplesse de cette famille avancée de modules d’alimentation aidera les concepteurs à répondre aux exigences des applications haute performance où l’espace est critique. »

Les deux dispositifs délivrent 66 W, avec une tension d’entrée de 4,5 à 14 V, et un rendement typique de 97,1% pour 5 V d’entrée, 3,3 V de sortie et une demi-charge. Les BMR462-SIP et BMR463-SIP ont respectivement des densités de puissance de 38 W / cm2 et 33 W / cm2, avec des dimensions de 20,8 x 7,6 x 15,6 mm (0,82 x 0,30 x 0,612 pouces) et 26,3 x 7,6 x 15,6 mm (1,035 x 0,30 x 0,612 pouces).
Les BMR462-SIP et BMR463-SIP sont basés sur le cœur contrôleur numérique d’Ericsson, à la pointe de la technologie, combiné aux MOSFET les plus récents et à des algorithmes d’optimisation d’énergie, qui contribuent à réduire significativement la consommation et la dissipation d’énergie, et offrent aussi un nombre impressionnant de fonctions et une grande souplesse. Ces régulateurs de tension peuvent être configurés et surveillés via le protocole de communication standard PMbus et l’interface utilisateur intuitive de la société ; les concepteurs peuvent ainsi optimiser entièrement la gestion d’énergie dans les applications utilisant des cartes de haute densité.

La plupart des convertisseurs utilisent un redressement synchrone pour optimiser l’efficacité énergétique pour une grande variété de conditions d’E/S. Cependant, aux faibles charges, les MOSFET synchrones vont typiquement absorber du courant et induire des pertes supplémentaires dues aux courants crête plus élevés dans l’inductance, réduisant l’efficacité. Pour diminuer les pertes et augmenter l’efficacité globale, le mode d’émulation de diode adaptative coupe la commande de grille du FET côté bas en cas de faible courant de charge, afin d’empêcher le courant de l’inductance de devenir négatif.

Les deux dispositifs offrent aussi une fonction de synchronisation qui permet de verrouiller plusieurs régulateurs sur une fréquence commune de commutation pour éliminer les fréquences de battement. Le filtrage EMI s’en trouve simplifié et le nombre de composants externes nécessaires est diminué. De plus, l’étalement des phases réduit les besoins en capacité en entrée et donc les pertes, car le courant crête tiré de l’alimentation d’entrée est réparti sur tout le cycle de commutation.
Les BMR462-SIP et BMR463-SIP comportent un ensemble très complet de protections, incluant la protection contre les dépassements de température (OTP) ; la protection contre les courts-circuits en sortie ; la protection contre les surtensions de sortie ; et un verrouillage en cas de sous-tension d’entrée (UVLO).

Ericsson Power Modules fut le premier fabricant à lancer des régulateurs de proximité (POL ou point-of-load) numériques, équipés d’un cœur contrôleur numérique. Grâce à une étroite collaboration avec les concepteurs de cartes et de systèmes, il fut aussi le premier à introduire une architecture d’alimentation du 21ème siècle qui s’intègre totalement avec l’ensemble de la chaîne numérique des processeurs et des composants associés.