Digital power

Maakt complexiteit eenvoudiger

Nog maar 5 jaar geleden was digital power een vaag begrip voor de meerderheid van de hardware ontwikkelaars en zelfs nu zijn de voordelen nog niet altijd onderkend. In dit artikel wordt getracht enige duidelijkheid te scheppen in de mogelijkheden van deze nieuwe technologie met digitale point of load modules, waarin alle benodigde functionaliteit in slechts één component aanwezig is.

Point of load ongeïsoleerder DC/DC-modules, in het kort POL’s genaamd, nemen in de huidige elektronische ontwerpen een belangrijke plaats in. Dit vooral vanwege de toenemende complexiteit van bijvoorbeeld de huidige generatie FPGA’s en processoren. Door de telkens lagere voedingsspanningen en relatief hogere stromen moet vanwege de pulsbelastingen gewerkt worden met een veel uitgebreider regelmechanisme. Daarbij is het strikt noodzakelijk om de POL-module zo dicht mogelijk bij de belasting te plaatsen om koperverliezen te vermijden en zo binnen de door de fabrikant gegeven toleranties van de voedingsspanningen te kunnen blijven. Ook moeten de diverse benodigde spanningen in een gegeven volgorde bij opstart en uitschakelen en volgens verschillende protocollen kunnen worden aangeboden. Buiten de simpele DC/DC-conversie vanuit de busspanning (meestal 12 V), zijn er dus telkens meer additionele componenten nodig om bovenstaande functionaliteiten te kunnen realiseren.

Analoog versus digitaal
We moeten eigenlijk eerst vaststellen dat digital power een misleidende benaming is. Vele digitale DC/DC-modules maken nog altijd gebruik van analoge technieken, zoals de schakelelementen en de noodzakelijke EMC-filters. Al zijn zeker de huidige analoge PWM-controller-IC’s zeer geavanceerd in vergelijking met de in het verleden toegepaste discrete oplossingen, een analoge besturing biedt niet de vele voordelen en flexibiliteit van een volledig digitale besturing. De verschillen tussen analoge en digitale besturing zijn duidelijk herkenbaar in figuur 1.

Voor het complete artikel klik hier

Voor informatie over de in dit verhaal besproken modules klik hier