PoL-Wandler

Point of Load (PoL) ist ein Stromversorgungskonzept, bei der Leitungsverluste und Spannungsschwankungen durch Stromspitzen in den Zuleitungen vermieden werden sollen. Die Versorgungsleitungen werden daher so gering als möglich gehalten und bis in die Nähe der Hochleistungsprozessoren geführt.

Da Hochleistungsprozessoren teilweise hohe Versorgungsströme von mehreren hundert Ampere benötigen, wird der Versorgungsstrom erst in unmittelbarer Nähe der Prozessoren bereitgestellt. Bis zu diesem Punkt, dem Point of Load, wird mit hohen Spannungen gearbeitet, die dann mit einem DC/DC-Wandler zu einer niedrigeren Spannung gewandelt wird. Diese kann je nach Prozessorkonzept nur 1 V betragen. In PoL-Schaltungen wird aus der allgemeinen Versorgungsspannung eine ausgeregelte, rauscharme, rückwirkungsfreie Spannung für die entsprechenden elektronischen Hochleistungs-Halbleiter wie Mikroprozessoren oder ASICs erzeugt. Dies geschieht mit einem oder mehreren DC/DC-Wandlern, die jeder für sich, individuelle Spannungen erzeugen.

Verteilte 
   DC/DC-Wandler als Point of Load (PoL)

Verteilte DC/DC-Wandler als Point of Load (PoL)

Die PoL-Technik verlegt die Spannungsregulierung der Versorgungsspannungen nahe an die Hochleistungsprozessoren oder an die Power-on-Chip-Bausteine, die eigene Spannungen aber vor allem hohe Ströme benötigen, die durchaus mehrere hundert Ampere betragen können. Dadurch entstehen auf den letzten Zentimetern zwischen PoL-Wandler und Prozessoren die höchsten Energieverluste. Dieser werden durch Wärme abgeleitet und verschlechtern den Wirkungsgrad der PoL-Wandler. PoL-Schaltungen können als analoge Schaltung aus diskreten Komponenten aufgebaut sein oder als PoL-Module. Eingesetzt werden sie in den verschiedensten Versorgungsspannungsarchitekturen wie Digital Power, in der Distributed Power Architecture (DPA) oder der Intermediate Bus Architecture (IBA). Die Verbindungen zu den Pads der Leistungschips erfolgt über das Power Distribution Netzwork (PDN).

PoL-Wandler für FPGAs von Bellnix

PoL-Wandler für FPGAs von Bellnix

Die Distributed-Power Open Standard Alliance (DOSA) hat Standards für die PoL-Spannungen definiert, so dass sich Kundenanwendungen vereinfachen lassen und Entwickler zwischen PoL-Modulen verschiedenster Hersteller auswählen können. Die DOSA spezifiziert Eingangsspannungen zwischen 2,4 V und 5,5 V und 4,5 V bis 14 V, sowie für 48-V-Bordnetze. Die programmierbaren Einzelausgangsspannungen liegen im Allgemeinen zwischen 0,591 V und 6,0 V.

In neueren PoL-Konzepten werden die PoL-Wandler direkt in das Gehäuse der Hochleistungskomponenten verlegt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: PoL-Wandler
Englisch: point of load - PoL
Veröffentlicht: 15.10.2020
Wörter: 330
Tags: Versorgung
Links: 48-V-Bordnetz, Ampere, Analog, application specific integrated circuit (ASIC), DC/DC-Wandler