高性能FPGA/ASIC向けに300A強の負荷電流を2相で供給する 大電流デジタル電源回路を実現

2014年9月29日

革新的なパワーマネジメントと高精度アナログ・ソリューションのプロバイダとして世界をリードするインターシル(本社:米国カリフォルニア州ミルピタス、NASDAQ:ISIL)は、2相DC/DCデジタルPWMコントローラ「ZL8801」を発表しました。ZL8801はインターシルの第4世代コントローラ・ファミリに新たに加わった製品で、40Aから100Aの大電流アプリケーション向けにシンプルな2相ソリューションを提供します。複数のデバイス間の電流シェアリングが可能なことから、サーバ、ストレージ機器、基地局などの高集積電源回路に使用される高性能FPGA/ASICに最大で300Aの電流供給が可能です。使いやすさで定評のあるインターシルのPowerNavigator™グラフィカル・ユーザー・インタフェース(GUI)に対応しており、システム電力変換回路の簡素化と設計プロセスの迅速化を可能にします。

ZL8801はインターシルが特許を持つChargeMode™コントロール技術をベースとした最新のデジタル電源技術を採用しており、アナログ方式のコントローラをはるかに上回る過渡応答特性を実現します。安定性の高さを特長とする完全デジタル制御ループによりサイクルごとのエラー補正が可能で、補償回路は不要です。また、制御ループ帯域幅が大きいことから、最新のハイエンドFPGA/ASICの過渡応答要件への対応に必要な出力キャパシタンスを低減でき、基板スペースとBOMコストの削減を実現します。40A DrMOS(ドライバ/MOSFET内蔵)出力段ISL99140との組み合わせにより、完全な電圧レギュレータ・ソリューションが可能になります。

 

ZL8801はインターシルの独自技術であるコントローラ間通信用DDC(デジタルDC)バスに対応しています。インターシルの他のデジタル電源も使う場合、このバスによりすべて単線でシステム・ベース・シーケンシング、故障管理、電流シェアリングを実現できます。PowerNavigatorグラフィカル・ツールの使用により、ドラッグ・アンド・ドロップ操作でシーケンシング制御を設定でき、回路設計が容易になります。設定したシーケンシング制御はZL8801によってシステム内で自律的に管理されます。電流シェアリングもDDCバスで実現でき、大電流電源システムに対し最大4個のZL8801の並列接続が可能です。

 

最近のシステムは複雑さが増すとともに、信頼性への要求も高まっており、効率の最大化と、故障による動作停止時間の短縮のため、個々の電源レールの制御と監視が必要になっています。これまでは、数多くのディスクリート型モニタ、シーケンサ、システム・コントローラを使ってPOLコンバータまわりの機能を強化することで、こうした要件に対応してきました。ZL8801はこれらの機能をすべて備えており、設計者はPMBus™インタフェースを通じ、電源のあらゆる側面の監視と制御が可能です。入力電圧、入力電流、出力電圧、出力電流、温度に加え、故障条件などのすべてのテレメトリック・データをPowerNavigator GUIで読むことができます。

 

インターシルのインフラストラクチャ/インダストリアル・パワー・プロダクツ担当シニア・バイス・プレジデントのマーク・ダウニングは「完全デジタル制御ループは、システム性能を向上するとともに、電源の動作状態の監視や、出力電圧のリアルタイム変更などによるシステムのダイナミックな最適化を実現するインテリジェントな機能を提供します」と述べ、さらに、「デジタル電源技術の開発をリードするインターシルは、先進的な制御技術と使いやすいGUIツールにより、電源回路設計を容易にしています」と語りました。

 

  • 大電流回路向け2相出力
  • 独自の補償回路フリー変調技術により、最小の出力キャパシタンスで過渡応答仕様への対応が可能で、コストと基板スペースを低減
  • 全ライン、負荷、温度範囲で1パーセントの出力電圧精度
  • 単一入力電源動作により設計の簡素化が可能で、コントローラへの複数電源レールを不要に
  • 外部ドライバ電源用の5V、80mA LDOを内蔵しており、ゲート駆動用に追加電源レールが不要で、基板スペースを低減
  • スイッチング周波数は200kHzから1.33MHzで、各種の電力段と出力フィルタ・オプションに対応
  • 故障時にテレメトリ・データと故障情報を不揮発性メモリに書き込むSnapShot故障ログ機能により、診断とシステム・デバッグが可能
  • 可変サイクル・バイ・サイクル・インダクタ・ピーク電流保護機能により、過電流への迅速な対応と、飽和と負荷への損傷の防止が可能
  • 入力電圧範囲は4.5Vから14Vで、0.54Vから5.5Vの広い出力電圧範囲をサポート

 

インターシルのPowerNavigator GUIソフトウェアを使えば、すべてのデバイス・パラメータとテレメトリ機能の設定を含め、ZL8801の構成/設定を簡単に行うことができます。プログラムを書くことなく、デジタル電源回路の特性と機能の容易な変更が可能になります。PowerNavigator GUIのダウンロードとチュートリアル・ビデオの再生:http://www.intersil.com/powernavigator

 

ZL8801は7mm角の44ピンQFNパッケージで出荷が開始されており、1,000個一括購入時の単価は4.95米ドルです。2相80Aデモボード「ZL8801-2PH-DEMO1Z」を単価120米ドルで、4相160Aデモボード「ZL8801-4PH-DEMO1Z」を単価160米ドルで提供しています。

 

2相DC/DCデジタルPWMコントローラZL8801と2種類のデモボードの詳細はhttp://www.intersil.com/products/ZL8801 をご覧ください。

 

※Intersil、Intersilロゴ、PowerNavigator、ChargeModeはIntersil Corporationの商標または登録商標です。そのほかのブランド名、製品名、マークなどは、それぞれの権利所有者が製品やサービスを表記するために使用している商標または登録商標の場合があります。


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