ROHMs neues hocheffizientes System-Stromversorgungs-IC für Automotive Infotainment-Anwendungen

Optimiertes Design erlaubt eine Verringerung der Leistungsaufnahme um bis zu 60% gegenüber konventionellen Lösungen

ROHM BD49101AEFS-M Power Supply IC for Car Audio Applications

Kyoto/Willich-Münchheide – 28. Januar 2016– Um der wachsenden Nachfrage des Automotive Infotainment Markts gerecht zu werden, entwickelte ROHM ein System Power Supply IC, das die weltweit geringste Leistungsaufnahme vergleichbarer Systeme aufweist. Gestützt auf das Know-how von ROHM im Design von Power-Management ICs, stellt der BD49101AEFS-M ein optimiertes System auf der Basis eines hocheffizienten DC-DC-Wandlers dar. Die Leistungsaufnahme verringert sich dadurch von 13,3 W bei den diskreten Produkten von ROHM um 65 % auf nur noch 4,66 W bei der integrierten Lösung.

Die geringere Wärmeentwicklung erlaubt die Verwendung eines oberflächenmontierbaren Gehäuses ohne externen Kühlkörper, was das thermische Design deutlich vereinfacht und zur Verringerung des Platzbedarfs beiträgt. Die Integration aller für die Versorgung der Audio-Systeme benötigten Komponenten in einem einzigen IC (einschließlich USB mit Kompensation der Kabelimpedanz) vereinfacht das Design und trägt somit zur Entwicklungszeit neuer Anwendungen bei.

Die Reduzierung der Leistungsaufnahme hat sich in den letzten Jahren immer mehr zu einer bestimmenden Anforderung im Automotive Markt entwickelt. Durch den wachsenden Gesamtleistungsbedarf des immer größer werdenden Funktionsumfangs von Car-Infotainment-Systemen (z. B. USB und Bluetooth) wird die Bedeutung dieses Themas auch weiter zunehmen. Konventionelle Stromversorgungs-ICs für Audiosysteme mögen zwar unkompliziert im Design sein, basieren aber häufig auf wenig effizienten Linearreglern, was den Wirkungsgrad des Systems insgesamt beeinträchtigt. Das auf einem DC-DC-Wandler basierende System Power Supply IC von ROHM dagegen bringt es auf deutlich mehr Effizienz und unterstützt damit auch die neuesten Hochleistungs-Audiosysteme.

Power Consumption Comparison Car Audio System Power Supplic IC BD49101AEFS-M Block Diagram
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Produkteigenschaften

1. Industrieweit niedrigste Leistungsaufnahme mit minimalem Standby-Strom

Im Normalbetrieb
Industry-low operating power with minimal standby current

Hocheffiziente DC-DC-Wandler benötigen in der Regel zahlreiche externe Bauelemente, was die Kosten und den Flächenbedarf auf der Leiterplatte in die Höhe treibt. ROHM hat stattdessen das gesamte System genau untersucht und eine optimale Kombination aus DC-DC-Wandler und Linearregler gefunden, die den Designaufwand für die aus zwei Wandlern bestehende Lösung minimiert, den Wirkungsgrad steigert und die Kosten senkt. Die Leistungsaufnahme des gesamten Systems im regulären Betrieb reduziert sich hierdurch auf einen in der Industrie unerreicht geringen Wert.

Im Standby-Status

Der Wirkungsgrad von DC-DC-Wandlern ist bei kleinen Lastströmen (z. B. im Standby-Status) geringer. Aus diesem Grund ist in den BD49101AEFS-M ein Linearregler für geringe Ströme integriert, der speziell für die Dauerstromversorgung des Mikrocontrollers vorgesehen ist. Im Standby-Betrieb schaltet das IC vom DC-DC-Wandler auf den Linearregler um, wodurch sich die Ruhestromaufnahme bei stehendem Motor auf typisch 100 µA verringert.

2. Platzsparendes oberflächenmontierbares Gehäuse

Space-saving surface mount package

Die optimierte, auf einem DC-DC-Wandler basierende Konfiguration vermindert die Wärmeentwicklung und macht es möglich, den BD49101AEFS-M in einem kompakten oberflächenmontierbaren Gehäuse mit einem kleinen Kühlkörper anzubieten. Dies macht weitere Kühlmaßnahmen überflüssig und verringert das Volumen der Lösung gegenüber konventionellen Produkten um den Faktor 14.

3. USB-Stromversorgung mit integrierter Kabelimpedanz-Kompensation

USB Cable Impedance Compensation Function –
Compensation Results

USB Cable Impedance Compensation Function

Beim Laden von USB-Geräten kommt es darauf an, den von der Kabelimpedanz verursachten Spannungsabfall auszugleichen. ROHM hat hierfür eine Kompensationsfunktion eingebaut, die die Spannung am Ende des Ka¬bels aufrechterhält, um die Ladezeit zu minimieren und die Einhaltung der USB-Standards zu gewährleisten. Ein besonderer Ausgang des Bau¬steins dient ferner dazu, dem Mikrocontroller etwaige Überstrom-Situationen zu signalisieren.

Power Supply for USB integrates a cable impedance compensation function

Eigenschaften und Anwendungen von Linearreglern und DC-DC-Wandlern

  LDO (Linearregler) DC-DC-Wandler (geschaltet)
Eigenschaften Unkomplizierter Aufbau mit wenigen externen Bauele-menten Herausragender Umwand-lungs-Wirkungsgrad (Ener-gieersparnis); geeignet für Buck- und Boost-Betrieb und zur Erzeugung nega-tiver Spannungen
Anwendungen Dank des niedrigeren Stör-aufkommens und günstige-rer Kosten ideal für Verbrau-cher geringer Leistung geeignet Weniger Energieverbrauch und bessere Ansprecheigen¬schaften; gleichermaßen optimiert für Geräte niedriger und hoher Leistung