Entwurf von Stromversorgungen mit SiP-Power-Modulen

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Optionen für diverse Spannungen und Ströme

In den verschiedenen Entwicklungsphasen eines Projekts können sich die Leistungsanforderungen häufig ändern. Weshalb sollte man Kunden zwingen, bei jeder Änderung des Strom- oder Spannungsbedarfs die Leiterplatte zu überarbeiten, was mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden wäre? Stattdessen können die Designer heute Power Modul-Familien nutzen, die für verschiedene Ströme und Spannungen in pinkompatibler Ausführung angeboten werden.

Aufgrund dieser Flexibilität kann ein und dasselbe Layout mit Modulen für unterschiedliche Lastströme und Ausgangsspannungen bestückt werden. Da keine Änderungen an der Leiterplatte erforderlich sind, verkürzt sich die Markteinführungszeit.

Bildergalerie

Bild 1: Die Strukturen synchroner und nicht-synchroner Stromversorgungen im Vergleich. In der Diode der nicht-synchronen Wandler fällt wegen ihrer Vorwärtsspannung sehr viel Wärme an, sodass diese Schaltungen nicht besonders effizient sind.(Bild: Maxim)

Bild 2: Vergleich der Verlustleistung von synchronen und nicht-synchronen Gleichrichterlösungen. Die synchrone Lösung verringert die Verluste in der Gleichrichterdiode um 60%.(Bild: Maxim)

Bild 3: Beginnend mit einem einfachen Leistungsregler, führte die fortschreitende Entwicklung zu den heutigen Power Modulen der Himalaya-Reihe; (v.l.n.r) synchroner Buck-Schaltregler MAX15046, synchroner Buck-Schaltregler MAX17503 und Power-Modul MAXM17503.(Bild: Maxim)

Bild 4: Vergleich der Anschlussanordnung bei einem Maxim-Modul in QFN-Bauweise (rechts) und einem älteren Grid-Array-Layout (links).(Bild: Maxim)

Bildergalerie mit 6 Bildern

Einige Entwickler zögern mit dem Einsatz von Power-Modulen, weil sich diese nicht so gut individuell anpassen lassen wie diskrete Lösungen. Hinzu kommt ihr höherer Preis.

Bisher fehlte hier ein Glied in der Kette, nämlich die Möglichkeit des Umstiegs. Das hat sich inzwischen zugunsten des Entwicklers geändert: Designer können im Interesse einer kurzen Entwicklungszeit mit einem Modul beginnen, um später auf eine Lösung zu wechseln, die genau den gleichen IC in diskreter Form enthält. Diese Flexibilität ermöglicht eine Performance- und Kostenoptimierung, wenn es an die Serienproduktion geht, und zugleich ist das eine wertvolle Option für Schaltungsentwickler, die das Beste zweier Welten miteinander kombinieren wollen.

* Robert Nicoletti ist Applikationsingenieur bei Maxim Integrated, San Jose/Kalifornien.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Synchronen Buck-Reglern der Himalaya-IC-Reihe von Maxim

Link: Die Himalaya-Power-Module von Maxim

Link: Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Leistungselektronik & Stromversorgung (kostenlose ePaper-Version)

Link: Heftausgabe als pdf

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Stand: 08.12.2025

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