In genere, le caratteristiche di scalabilità sono qualcosa che Spider-Man cerca in un edificio. E anche se il design dell'alimentatore può non sembrare la tipica attività di un supereroe, la scalabilità del vostro progetto è spesso importante quanto soddisfare i requisiti dell'applicazione per cui state progettando. Quale modo migliore per consentire questa versatilità se non utilizzare una famiglia di dispositivi scalabili?
Una famiglia di dispositivi scalabili è un insieme di dispositivi che sono tutti compatibili pin-to-pin, il che significa che ogni dispositivo della famiglia condivide la stessa pinout, come illustrato nella Figura 1. In altre parole, se è necessario passare da un dispositivo valutato a 10 A a uno valutato a 20 A, è semplice come rimuovere il dispositivo da 10 A e mettere il dispositivo da 20 A al suo posto senza apportare modifiche importanti e invasive al layout della scheda. Si può anche continuare a sfruttare la pletora di caratteristiche che una famiglia ha da offrire, come il basso numero di componenti esterni, la stackability e il protocollo PMBus. In definitiva, le famiglie scalabili sono progettate per servire una base più ampia di applicazioni invece di essere felici solo di una o due.
Tesoro, ho fatto saltare in aria la corrente nominale!
La scalabilità diventa ancora più vantaggiosa quando si impiega la scalabilità nella progettazione, poiché le applicazioni a correnti più elevate (>80 A) spesso non sono utilizzabili con un singolo circuito integrato (IC). La stackability consente di mettere in parallelo più convertitori DC/DC, creando una soluzione di convertitore multifase con una potenza di uscita combinata che è la somma delle correnti nominali dei circuiti integrati in modalità “stacked”. Ad esempio, se si pongono in modalità "stacked" un dispositivo da 10 A ed un dispositivo da 20 A, si possono gestire 30 A nel punto di carico. Mentre una tale applicazione normalmente richiederebbe un controllore DC/DC e più stadi di potenza, una configurazione stackable permette di collegare due o più uscite del convertitore insieme, riducendo l'ingombro complessivo del progetto. Si veda la Figura 2, dove la configurazione standard utilizza tre circuiti integrati e la configurazione stackable utilizza due circuiti integrati.
Rispetto ad un singolo IC, le configurazioni stackable consentono una maggiore dissipazione del calore, perché il calore è distribuito su più dispositivi. La stackability consente inoltre spesso di ottenere un costo inferiore dei componenti, dato che gli induttori di categoria inferiore costano meno degli induttori di categoria superiore che si trovano in un singolo IC. Infine, è possibile miscelare e abbinare i componenti di una famiglia scalabile in uno stack per soddisfare le esigenze attuali. Questa facilità di intercambiabilità vi permette di soddisfare le vostre esigenze del punto di carico in modo più efficace.
Con grande potenza si ottiene una grande capacità di pin-strapping
La scalabilità nei convertitori DC/DC consente inoltre di preservare il conteggio dei componenti esterni nel caso in cui i requisiti cambino durante la configurazione del dispositivo tramite pin-strapping o PMBus. Il pin-strapping, ad esempio, consente ai progettisti di selezionare i componenti di compensazione interni posizionando varie configurazioni di resistenze ai pin appropriati. Se si lavora con una famiglia di componenti di compensazione interna scalabili come il TPS546A24A, TPS546B24A o TPS546D24A, il passaggio da un dispositivo all'altro non richiede alcun lavoro aggiuntivo da parte vostra, perché le configurazioni dei resistori sono le stesse tra i dispositivi. Si può semplicemente impostare e dimenticare la configurazione pin-strapping anche se si finisce per cambiare i circuiti integrati.
La Figura 3 mostra come il pin-strapping non aumenta necessariamente il conteggio dei componenti esterni anche se la configurazione scelta cambia. Quando si cambia tra due diverse frequenze di commutazione con il pin-strapping, è semplice come cambiare alcuni valori di resistenze.
Questo vantaggio si estende anche ai convertitori scalabili abilitati al PMBus! Se il successo del vostro progetto dipende dalla capacità di ricevere segnalazioni di guasti o di potenza buona, è possibile estendere queste capacità a tutta la famiglia. Per i dispositivi stackable compatibili con il PMBus, un dispositivo funge da madre dello stack, e i bambini operano in base ai comandi che questa madre riceve.
Salvare il mondo (o almeno il vostro processo di progettazione)
Grazie alla scalabilità attraverso le correnti nominali, all'abilitazione di configurazioni mix-and-match attraverso la stackability e al mantenimento del numero di componenti esterni, la scalabilità porta una maggiore versatilità al vostro progetto e al processo di progettazione. Lavorando con parti scalabili, non state più progettando per una sola applicazione o per un requisito specifico. Se la configurazione pin-strapping o il dispositivo scelto non è adatto al vostro attuale punto di carico, è semplice come cambiare una resistenza o tra dispositivi della stessa famiglia.
Potreste passare tutto il vostro tempo stressati dalle minuzie di una riprogettazione, o lasciare che una famiglia scalabile lo faccia al posto vostro. Nemmeno Tony Stark riprogetta il reattore ad arco ogni volta che realizza una nuova tuta per Iron Man. Come potrebbe altrimenti avere il tempo per salvare il mondo?
