Renesas annuncia il primo dispositivo che integra all’interno dello stesso chip un convertitore buck sincrono ed un regolatore LDO (Low Drop Out), il tutto pensato per alimentare FPGA a basso consumo, memorie DDR ed altri dispositivi digitali utilizzati in ambito aerospaziale. Il ISL70005SEH è l’unico Point Of Load (POL) che grazie all’integrazione del buck sincrono e del regolatore lineare all’interno di un unico circuito integrato monolitico, permette la riduzione dello spazio occupato, del peso e della potenza consumata (SWaP). Il dispositivo permette ai produttori di satelliti di ridurre la Bill Of Material (BOM) e l’area occupata dallo stadio di alimentazione dei loro satelliti per orbite medie (medium Earth orbit, MEO) per quelli geostazionari e per quelli con profili di missione a lunga durata.
Il regolatore di tensione a doppia uscita resistente alle radiazioni ISL70005SEH unisce il 95% di efficienza del DC/DC buck ed il basso dropout di soli 75mV del regolatore LDO al fine di minimizzare la potenza dissipata. In questo modo il dispositivo permette di semplificare la gestione termica dei sistemi con alimentazioni a 3.3V e 5V e può fornire una corrente di 3A continui tramite il buck e di ±1A grazie al regolatore LDO. Il DC/DC buck si avvale di una architettura di controllo “voltage mode” e grazie ad una frequenza di commutazione che può essere impostata tra 100kHz 1MHz è possibile utilizzare un filtro di uscita con dimensioni estremamente ridotte.
Philip Chesley, Vice Presidente della divisione “Industrial and Communications” di Renesas sottolinea: “Il ISL70005SEH permette ai produttori di satellite di raggiungere elevate immunità alle radiazioni, risparmi di BOM, spazio, peso e potenza dissipata. Grazie alla sua notevole flessibilità il nostro nuovo regolatore a doppia uscita permette di soddisfare le esigenze dei satelliti commerciali per telecomunicazioni, satelliti militari e per applicazioni scientifiche.”
Il ISL70005SEH con omologazione “spazio” semplifica la progettazione può essere impiegato in diversi ambiti in quanto permette di essere utilizzato come doppio regolatore, come alimentatore per memorie DDR o per realizzare alimentazioni ad alta efficienza e a basso rumore per stadi RF. L’alta flessibilità del regolatore LDO permette di generare o assorbire corrente ed accetta basse tensioni di ingresso fino a 775mV in modo da ridurre la dissipazione di potenza. La possibilità di variare le compensazione del convertitore buck garantisce un bilanciamento ottimale tra stabilità e risposta dinamica.
Tutti dispositivi sono caratterizzati e testati a livello di wafer per alte concentrazione di radiazioni (High Dose Rate, HDR) a 100krad(Si) ed a 75krads(Si) per le basse concentrazioni di radiazioni (Low Dose Rate, LDR). La caratterizzazione viene completata per garantire nessun evento di latch-up (SEL) e nessun evento di burnout (single event burnout, SEB) ad un livello di energia (Linear Energy Transfer, LET) fino a 86MeV*cm2/mg. La caratterizzazione relativa al “single event transients” (SETs) avviene ad un livello di energia (LET) tra 8.5 e 86MeV*cm2/mg.
Principali Caratteristiche del regolatore a doppia uscita ISL70005SEH
- Regolatore buck con tensione di ingresso da 3V a 5.5V
- Regolatore lineare con tensione di ingresso da VDO + 600mV a Vcc-1.5V
- Rifermento interno con accuratezza 1%
- Pin separati per “enable”, “soft-start” e “power good”
- Stabilità del regolatore LDO garantita con capacità in uscita di 150µF, pari ad 1/3 di quella richiesta dalle soluzioni attualmente presenti sul mercato
- Intervallo di temperatura “militare” da -55°C a +150°C
Il ISL70005SEH è una soluzione a singolo chip che permette di alimentare il core e gli I/O delle FPGA e può essere combinato con i dispositivi analogici Renesas la catena di elaborazione dei segnali al fine di ottenere ad esempio sofisticati sistemi di telemetria: amplificatore operazionale quadruplo da 40V ISL70444SEH, multiplexer a 16 canali con alimentazione fino a 30V ISL71840SEH, generatore di corrente di precisione da 100uA ISL70591SEH e riferimento di tensione ad alta precisione da 1.25V ISL71090SEH12.
Il ISL70005SEH può essere inoltre utilizzato insieme atri dispositivi Renesas per la generazione delle alimentazioni in modo da realizzare soluzioni per FPGA ad alte prestazioni complete delle necessarie funzionalità di ridondanza, protezione e sequenziazione: load switch PMOS da 10A ISL70061SEH, sequencer quadruplo ISL70321SEH, regolatore LDO da 3A ISL75051ASEH e regolatore buck da 9A ISL70003ASEH.
Il regolatore doppio resistente alle radiazioni ISL70005SEH è disponibile sia in package ceramico “dual flatpack” che in die. È inoltre disponibile una completa scheda di valutazione per poter analizzare le prestazioni e le diverse funzionalità.
