Le régulateur de tension numérique tire profit de la compensation dynamique

Le 11/09/2013 à 18:52 par Philippe Dumoulin

Le module de point de charge BMR461 d’Ericsson dispose d’algorithmes sophistiqués pour améliorer le rendement et les performances, sans compromis sur la réponse en régime dynamique. Le régulateur de tension BMR461 annoncé par Ericsson est un modèle de 12 A, bénéficiant du savoir-faire de la société en matière de modules de point de charge (POL) numériques.
Le nouveau venu exploite une boucle de commande à compensation dynamique, basée sur une méthode prédictive, garantissant la stabilité du dispositif et des performances dynamiques optimales sans ajout de composants (réseaux RC).
Sachant que dans certains systèmes jusqu’à 30 régulateurs de point de charge de 12 A prennent place sur la carte, on imagine sans peine les bénéfices obtenus en matière d’encombrement et de simplification de la conception et de la maintenance. [inter]Un régulateur POL auto-compensé[/inter] Concrètement et sommairement, le module exécute une routine de compensation automatique tenant compte des paramètres mesurés, afin d’élaborer un modèle mathématique de l’alimentation avec ses composants externes, tels que les filtres et les résistances parasites.
Contrairement aux méthodes traditionnelles faisant appel à un algorithme de type PID (proportionnel intégral dérivé), le BMR461 utilise une représentation dans l’espace d’état, mettant en œuvre un placement des pôles en boucle fermée et un modèle basé sur la fréquence de résonance du filtre de sortie.
Cela permettrait finalement de réduire le nombre de condensateurs de sortie, requis pour le filtrage et la stabilité. De fait, le BMR461 serait un choix tout indiqué pour l’alimentation des systèmes à FPGA et processeurs utilisant habituellement des condensateurs de découplage à faible ESR (résistance équivalente série).
Dans la plupart des applications, la compensation dynamique de boucle est ajustable via des commandes PMBus.

Le BMR461 dispose par ailleurs de plusieurs algorithmes dédiés à l’amélioration du rendement énergétique dans des conditions de fonctionnement diverses.
Il se distinguerait surtout des modules existants par ses performances à des tensions inférieures à 1 V. Par exemple, avec un bus intermédiaire de 5 V et une tension de sortie de 0,6 V, le BMR461 affiche un rendement de 85,7 % à pleine charge.
Cette valeur est, dixit Ericsson, à comparer avec les 75 % obtenus avec une solution traditionnelle n’ayant pas opté pour une technologie à faible courant de polarisation.
Avec un bus intermédiaire de 12 V et une sortie 5 V, le BMR461 est crédité d’un rendement de 96 %, à 80 % de la pleine charge.

Un jeu de 84 commandes PMBus

Fonctionnant sur une large plage de tension d’entrée (4,5 V à 14 V), le BMR461 délivre une sortie ajustable entre 0,6 V et 5 V. Il reconnaît 84 commandes PMBus et intègre une mémoire non-volatile, à destination des concepteurs d’alimentation de cartes afin de leur permettre de stocker leurs propres fichiers de configuration.
Le module dispose d’une large palette de fonctions incluant : un temps de démarrage contrôlé, un arrêt en cas de sous-tension, une protection thermique, des protections contre les courts-circuits et les surtensions, une sortie “power good”, une mesure distante de la tension effectuée en mode différentiel, la possibilité d’ajuster le potentiel de sortie via des straps ou une commande PMBus…
Le BMR461 est présenté dans un boîtier LGA dont les dimensions sont de 12x12x8 mm. Son MTBF est donné pour 11 millions d’heures.
Enfin, une carte de développement (ROA17003) est également proposée.

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