Mit QuiCur in Stromversorgungs-ICs lässt sich eine hohe Leistung erzielen, ohne dass die Rückkopplungskreise instabil werden. (Bild: Rohm)
QuiCur soll bei DC/DC-Wandler-ICs (Schaltregler) und LDOs (Linearregler) das Einschwingverhalten der Last, das heißt, das Ansprechverhalten in Bezug auf Reaktionsgeschwindigkeit und Spannungsstabilität der nachfolgenden Stufe, verbessern.
Zur Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung überwacht ein Stromversorgungs-IC ständig die Ausgangsspannung und gleicht diese mittels Rückkopplungsschaltung mit einer internen Referenzspannung ab. Durch kürzere Reaktionszeiten können Änderungen der Ausgangsspannung, die durch Schwankungen der Eingangsspannung und/oder des Laststroms verursacht werden, schneller rückgängig gemacht werden. Andererseits führt eine zu starke Verkürzung der Ansprechzeit dazu, dass die Schaltung instabil wird und die Ausgangsspannung oszilliert. Da die Ausgangskapazität auch die Ansprechgeschwindigkeit beeinflusst, war es bisher schwierig, das gewünschte Ansprechverhalten zu erreichen.
Durch Integration der Hochgeschwindigkeits-Laststeuerungs-Technologie QuiCur in Stromversorgungs-ICs lässt sich eine hohe Leistung erzielen, ohne dass die Rückkopplungskreise instabil werden. Ausgangskondensatoren mit verkleinerter Kapazität reduzierten nicht nur die Anzahl der externen Bauteile und die Montagefläche, sondern ermöglichen auch lineare Anpassungen der Kapazität und der Ausgangsspannungsschwankungen (negative konstante proportionale Beziehung). Dadurch wird selbst dann ein stabiler Betrieb gewährleistet, wenn sich die Kapazität aufgrund von Spezifikationsänderungen erhöht. Dies verringert die Ressourcen für das Design von Stromversorgungsschaltungen, da ein stabiler Betrieb mit weniger externen Komponenten möglich ist.
Was ist QuiCur?
Wenn ein maximales Ansprechverhalten angestrebt wird, stehen herkömmliche IC-Rückkopplungsschaltungen für Stromversorgungen vor zwei Problemen: Erstens, der nicht nutzbare Bereich, der im Frequenzbereich unterhalb des instabilen Bereichs erzeugt wird, und zweitens, Schwankungen der Nulldurchgangsfrequenz (f0) aufgrund der Ausgangskapazität. Die QuiCur-Technologie bietet eine Lösung, die die Aufgaben der Signalverarbeitung für die Ansprechgeschwindigkeit (Regelsystem) und die Spannungsstabilität (Kompensationssystem) vollständig aufteilt.
Das erste Problem wurde durch die Verwendung eines speziellen Fehlerverstärkers behoben, der keinen nicht nutzbaren Bereich in der Rückkopplungsschaltung erzeugt. Für das zweite Problem hat Rohm einen Fehlerverstärker für die zweite Stufe eingesetzt und eine Technologie eingeführt, die den Verstärkungsfaktor (Gain) mittels Stromzufuhr anpasst. Die Nulldurchgangsfrequenz kann in Abhängigkeit von der angeschlossenen Ausgangskapazität variieren. Durch Anpassung des Verstärkungsfaktors lässt sich die Nulldurchgangsfrequenz jedoch an der Grenze (auf der Grenzlinie) zwischen dem instabilen und dem stabilen Regelbereich einstellen. Dieses System, bei dem sich die beiden Fehlerverstärker die Aufgaben teilen, kann weitgehend auf Stromversorgungs-ICs mit Rückkopplungsschaltungen wie DC/DC-Wandler-ICs und LDOs angewendet werden.
