München, electronica 2004 - 9. November 2004 – National Semiconductor kündigt eine neue Familie von DC-DC-Wandlern an, die speziell dafür optimiert ist, Hochfrequenz-Leistungsverstärker aus einer einzigen Lithium-Ionen-Akkuzelle zu speisen. Mit den neuen Chips haben Mobiltelefon-Hersteller die Möglichkeit, die Verlustleistung ihrer Geräte um bis zu 80 % zu senken und die Sprechzeit um ganze 90 Minuten zu verlängern. Erste Handys mit den neuen DC-DC-Wandlern des Typs LM3200 werden Ende des Jahres auf den Markt kommen.
Je populärer 2.5G- und 3G-Handys werden, desto mehr entwickelt sich das Mobiltelefon zu einer Multimedia-Zentrale mit zahlreichen Funktionen wie z.B. Textmitteilungen, E-Mail und Software-Downloads. Produkte dieser Art verlangen nach HF-Leistungsverstärkern, die höhere Datenraten im Sende- und Empfangsbetrieb unterstützen. Dies zieht zwangsläufig einen höheren Energiebedarf nach sich. Da der HF-Leistungsverstärker etwa 40 bis 60 Prozent des gesamten Leistungsbudgets beansprucht, führt die Reduzierung seiner Leistungsaufnahme zu einer signifikanten Erhöhung der Batterielebensdauer der Mobiltelefone.
Der neue DC-DC-Wandler LM3200 von National ist eigens für die Versorgung von HF-Leistungsverstärkern konzipiert. Gegenüber früheren Abwärts-Schaltreglern arbeitet der LM3200 mit der hohen Schaltfrequenz von 2 MHz und kommt dadurch mit kleinen externen Bauelementen wie etwa einer 2,2-µH-Induktivität aus. Außerdem verfügt der LM3200 über einen analogen Spannungsregelungs-Eingang, über den die Ausgangsspannung des Bausteins abhängig vom Leistungsbedarf des Leistungsverstärkers dynamisch variiert werden kann. Hinzu kommt die Bypass-Funktion des LM3200, um den Energiebedarf des Leistungsverstärkers bei maximaler Ausgangsleistung zu unterstützen und dem Mobiltelefon dadurch eine längere Betriebszeit zu ermöglichen. Eine zwischen 2,7 V und 5,5 V betragende Eingangsspannung wird von dem Konverter in eine variable Ausgangsspannung von 0,8 bis 3,6 V umgewandelt, wobei die Höhe der Ausgangsspannung durch einen Spannungsregelungs-Eingang vorgegeben wird, um die Leistung und Effizienz des HF-Leistungsverstärkers zu variieren.
„Mit diesen neuen Produkten zielt National auf den Leistungsverstärker, der bei den Maßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs von Mobiltelefonen bisher stets ausgespart wurde. Damit lassen sich erhebliche Verbesserungen in Bezug auf die Akkulaufzeit und die Sprechzeit erreichen“, sagte Peter Henry, Vice President von National Semiconductors Portable Power Products Group. „Kennzeichnend für den LM3200 von National sind das kompakte Chip-Scale-Package, die hohen Schaltfrequenzen und die Kompatibilität zu einer Vielzahl von Standard-Referenzdesign-Plattformen, sodass unsere Kunden Mobiltelefone und andere tragbare Geräte mit herausragender Leistungsfähigkeit anbieten können.“
Wichtige technische Daten des LM3200
Nationals neuer DC-DC-Wandler LM3200 unterstützt insgesamt vier Betriebsarten für Mobiltelefone und ähnliche HF-Leistungsverstärker-Applikationen. Im Festfrequenz-Pulsweiten-Modulations-(PWM)Modus werden HF-Störungen auf ein absolutes Minimum begrenzt, was in einer effizienten Leistung unter typischen Betriebsbedingungen resultiert. Im Forced-Bypass-Modus wiederum wird der Schaltregler umgangen und der Leistungsverstärker stattdessen direkt aus dem Akku gespeist. In der Automatic-Bypass-Betriebsart wird die Dropout-Spannung durch Schließen des Bypass-Schalters reduziert, wenn sich der Akku bis in die Nähe der Ausgangsspannung entladen hat. Im Shutdown-Modus schließlich wird der Baustein abgeschaltet und die Stromentnahme aus der Batterie auf 0,1 µA (typ.) reduziert.
Der LM3200 wurde auf Basis des CMOS7-Prozesses von National entwickelt. Die Fertigung erfolgt im National-Werk South Portland (Maine/USA), die Prüfung und Montage in Melaka (Malaysien).
Der LM3200 von National wird in einem bleifreien micro SMD-Gehäuse mit 10 Pins und Abmessungen von 2,2 mm x 1,8 mm angeboten. Durch die hohe Schaltfrequenz von 2 MHz werden nur sehr kleine oberflächenmontierbare Bauelemente benötigt. Insgesamt sind lediglich drei externe Komponenten (eine 2,2µH-Drossel und zwei 10µF-Keramikkondensatoren) nötig um eine Applikationsschaltung zu realisieren. Der Preis des LM3200 beträgt 1,60 US-Dollar (ab 1.000 Stück).
Zu National Semiconductor
National Semiconductor, das führende Unternehmen der Analogtechnologie, stellt leistungsfähige Analogkomponenten und -subsysteme her. Zu den Spitzenprodukten gehören Power-Management-ICs, Displaytreiber, Audio- und Operationsverstärker, Kommunikations-Interface-Produkte und Datenwandler. Das Unternehmen zielt auf wachsende Märkte wie z.B. die drahtlose Kommunikation, Displays, PCs und Laptops. Die Analogprodukte des Unternehmens sind auch optimiert für zahlreiche Applikationen in unterschiedlichen Elektronikmärkten inklusive Medizin-, Automobil- und Industrieelektronik sowie Mess- und Testtechnik. National mit Hauptsitz in Santa Clara, Kalifornien/USA, erzielte im Geschäftsjahr 2004, das am 30. Mai 2004 endete, einen Umsatz von 1,98 Mrd. US-Dollar. Die europäische Zentrale des Unternehmens befindet sich in Fürstenfeldbruck nahe München. Weitere Unternehmens- und Produkt-Informationen sind unter www.national.com erhältlich.
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