AOS zielt mit Controllern mit geringer Ruheleistung auf Intel Panther Lake ab

Alpha and Omega Semiconductor (AOS) hat a angekündigt neue Familie digitaler Mehrphasenreglerentwickelt, um Vcore-Leistung für die kommenden mobilen Prozessoren Panther Lake und Wildcat Lake von Intel zu liefern.

Die drei Controller –AOZ71049QI, AOZ71149QIUnd AOZ71146QI– sind so konstruiert, dass sie Intels Stromversorgungsspezifikation IMVP9.3 erfüllen und bei PS0 in einer 3+2+1+1-Konfiguration nur 5,9 mA Ruhestrom verbrauchen, ein Wert, der laut AOS der niedrigste in der Branche für diese Geräteklasse ist.

AOS gibt an, die neuen Vier-Schienen-Controller speziell für die Stromversorgung mit Intel IMVP9.3 Vcore entwickelt zu haben.

Bei den Controllern handelt es sich um Vier-Schienen-Geräte, die die Spannungsdomänen Core, Graphics, Auxiliary und LPCORE von einem einzigen Chip aus unterstützen. Sie akzeptieren Eingangsspannungen von 2,5 V bis 24 V und regeln den Ausgang von 0 V bis 1,95 V. Laut AOS kann der niedrige Ruhestromverbrauch die Akkulaufzeit des Notebooks im Vergleich zu Konkurrenzlösungen um 30 bis 60 Minuten verlängern.

Eine hybride Steuerungsarchitektur

Möglich wird dies durch die proprietäre Advanced Transient Modulation (A2TM)-Technologie von AOS. A2TM verwendet ein hysteretisches Spitzenstrommodus-Steuerungsschema mit variabler Frequenz und fortschrittlicher Phasenstromerfassung, einen Hybridansatz, den AOS als Kombination digitaler Flexibilität mit analoger Effizienz beschreibt. Während ein rein digitaler Controller auf eine Firmware-gesteuerte Schleifenkompensation angewiesen ist, bietet der analoge Regelkreis von A2TM eine von Natur aus schnellere Reaktion auf Lasttransienten, während die digitale Ebene die Konfiguration, Telemetrie und Kommunikation mit der Plattform über die SVID-Schnittstelle übernimmt.

Blockschaltbild des AOZ71049QI.

Das Ergebnis ist ein ultraschnelles Einschwingverhalten mit einem engen Stromausgleich über die Phasen hinweg, sowohl bei Einschwingvorgängen als auch bei Gleichstromlasten im Gleichstromzustand. Dies ist besonders wichtig für moderne mobile SoCs, bei denen häufige, schnelle Spannungsübergänge zwischen den Energiezuständen auftreten. Die Controller bewältigen diese Übergänge und behalten gleichzeitig den niedrigen Ruhestrom bei, der die Batterielebensdauer im Leerlauf und bei geringer Last verlängert.

Alle drei Controller kommunizieren über eine einzige SVID-Schnittstelle, verwalten fünf separate Domänen und unterstützen programmierbare Schaltfrequenzen von 300 kHz bis 1,8 MHz mit einer Ausgangsspannungsgenauigkeit von 0,5 % über differenzielle Fernerkundung. Der mehrfach programmierbare Speicher mit GUI-basierter Konfiguration eliminiert manuelle Nacharbeiten beim Löten während der Abstimmung und reduziert die Komplexität der Stücklisten. Die integrierte akustische Geräuschunterdrückung verhindert hörbares Spulenfiepen bei unterschiedlicher Belastung, ein anhaltendes Ärgernis bei dünnen Notebook-Designs.

Smart Power Stage vervollständigt die Lösung

AOS koppelt die neuen Controller mit dem AOZ52986QI Intelligente Leistungsstufeein kompaktes 3 mm x 4 mm großes QFN-Gehäuse, das Treiber- und MOSFET-Funktionen integriert. Das SPS unterstützt einen Versorgungsbereich von 2,7 V bis 22 V mit einem 30-V-High-Side-MOSFET, liefert 45 A Dauerausgangsstrom mit Spitzen bis zu 80 A und kann bei Frequenzen von bis zu 1,5 MHz schalten.

Eine symmetrische Pinbelegung vereinfacht das PCB-Layout und reduziert die parasitäre Induktivität um 5 % im Vergleich zu Designs der vorherigen Generation, was für die Aufrechterhaltung sauberer Spannungsübergänge bei hohen Schaltfrequenzen, insbesondere bei dicht gepackten Notebook-Board-Layouts, von entscheidender Bedeutung ist. Die höhere Schaltfrequenz ermöglicht Entwicklern auch die Verwendung kleinerer externer Induktivitäten und Kondensatoren, wodurch der Platzbedarf des Stromversorgungsnetzwerks verringert wird.

Typische Anwendung des AOZ52986QI.

Das SPS integriert eine Stromüberwachung mit einer Genauigkeit von 3,5 % und eine Temperaturüberwachung mit einer Genauigkeit von 2 % und versorgt den Controller mit der Telemetrie, die er für autonome Phasenabschaltung, Überstromschutz und Wärmemanagement benötigt. Durch die integrierte Messung sind keine externen Strommesswiderstände mehr erforderlich, was das Design der Leistungsstufe weiter vereinfacht.

Wayne Lee, Power IC Product Marketing Director bei AOS, sagte, die größte Herausforderung für SoC-Leistung in mobilen Plattformen bestehe darin, Leistung und Stromverbrauch in Einklang zu bringen. Lee sagte, dass die AOZ71049-Serie ein neuartiges Steuerungsschema bietet, das die strengsten Anforderungen von Intel erfüllt und gleichzeitig die branchenweit niedrigste Ruheleistung liefert.

Drei Controller für verschiedene Plattformebenen

Die drei Controller verfügen über dieselbe A2TM-Architektur und IMVP9.3-Konformität, zielen jedoch auf unterschiedliche Plattformkonfigurationen ab.

Der AOZ71049QI und der AOZ71149QI unterstützen beide bis zu 4+2+1+2 Phasenanordnungen, wobei der AOZ71049QI ein 6 mm x 6 mm großes QFN-Gehäuse verwendet, das für die eigenen SPS-Geräte von AOS optimiert ist, während der AOZ71149QI ein größeres 7 mm x 7 mm großes Gehäuse verwendet und sowohl DrMOS- als auch SPS-Leistungsstufen nach Industriestandard unterstützt. Der AOZ71146QI ist eine Variante mit niedrigerer Phasenzahl, die bis zu 2+1+2+1 Konfigurationen in einem 6 mm x 6 mm großen Gehäuse mit einem noch geringeren Ruhestrom von 5,4 mA unterstützt und auf dünnere Notebook-Designs mit geringerem Stromverbrauch abzielt.

Alle drei unterstützen diskrete Induktivitäten und zweiphasig gekoppelte Induktivitäten und verfügen über den Fast V-Modus für schnelle Spannungsübergänge bei Änderungen des Leistungszustands. Die Schutzsuite umfasst Unterspannungs-, Überspannungs-, Überstrom- und Übertemperaturwarnungen über SMBALERT, wobei der AOZ71049QI zusätzlich eine Überstromerkennung bietet.

Alle verwendeten Bilder mit freundlicher Genehmigung von Alpha and Omega Semiconductor.