Vývojáři volí SIMO. Z počtu cívek se už motala i hlava

Může o energii uloženou v jediné indukčnosti svádět boj hned několik výstupů spínaného zdroje? Ano a bude to dokonce i žádoucí.

Být malý nestačí

Moderní polovodičové součástky již zcela běžně vnímáme jako místo s vysokou mírou integrace. Vůbec tedy nepřekvapí, že třeba takové pouzdro typu WLP o rozměrech 2,79 × 2,34 × 0,5 mm bude mít nejen tři desítky vývodů, ale může v rámci rozšířeného systému PMIC nové generace pro řízení napájení hostit i trojici zvyšujících – snižujících spínaných zdrojů, dva lineární stabilizátory a ještě přitom obsluhovat nabíjecí baterii a zajišťovat spoustu dalších funkcí.

Přesně tak by se dala ve stručnosti popsat i novinka MAX77654 od společnosti Maxim Integrated představená letos v dubnu [1]. Aby však mohla vyhovět potřebám nositelných doplňků pro nejrůznější pohybové aktivity a vešla se rovněž do bezdrátových sluchátek či naslouchátek, snímačů a celé řady další miniaturní techniky, musela jít ještě dál. Úspora místa se totiž neodvíjí pouze od rozměrů klíčového integrovaného obvodu, ale také od veškeré připojené „drobotiny“ okolo. Pravda, bez pasivních součástek se většinou neobejdeme. Co kdyby se ale přestaly „nadužívat“ a vývojář je mohl dokonce chytře sdílet? Maxim souhlasí a ukazuje rovnou na první velkou překážku – indukčnosti.

S citem k baterii

O technologii SIMO, odkazující v oblasti spínaných zdrojů napájení na „single inductor, multiple output“, nepíšeme na stránkách DPS Elektronika od A do Z poprvé. S vybranými principy činnosti jste se mohli již dříve seznámit např. v [2]. Obvody MAX77654 nyní jen pokračují v daném trendu a dávají vývojáři znovu na výběr [3]. Jak vyplývá ze zjednodušeného nákresu na obr. 2, struktura s cenovkou pod dvěma dolary, platnou při odběru jednoho tisíce kusů, staví na regulátoru Buck-Boost se třemi nezávisle nastavitelnými hladinami, zatímco výstupní napěťový rozsah bude v případě všech kanálů SIMO sdílejících jedinou indukčnost pokrývat oblast od 0,8 V až do 5,5 V.

Ve výčtu však nesmí chybět ani dvojice lineárních stabilizátorů zatížitelných proudem až 100 mA, které mají za úkol potlačit zvlnění v zapojeních citlivých na rušení. S LDO se však pojí také funkce spínačů zátěže (LSW), které v případě potřeby odpojí nevyužité vnější bloky a šetří tak energii. Výčet dále pokračuje konfigurovatelnou lineární nabíječkou různých článků Li+/Li-Poly s možností sledování teploty akumulátoru pro zajištění ještě vyšší bezpečnosti provozu (JEITA), třemi GPIO, analogovým multiplexerem, sériovým rozhraním I²C pro konfiguraci a také kontrolu stavu či systémem zajišťujícím např. řízení posloupnosti. V režimu Shutdown si obvod „řekne“ o 0,3 μA, zatímco při využití všech pěti zdrojů se v provozu dostaneme na 6 μA.