12 e 13 Aprile 2022, BolognaFiere

I nuovo controllori boost sincroni multi-fase di Intersil da 55V

Intersil Corporation ha annunciato l’introduzione di due controllori boost sincroni a due fasi che integrano i driver per MOSFET “high” e “low” side. Grazie ai nuovi ISL78227 e ISL78229, i controllori più affidabili e caratterizzati dal maggior grado di integrazione al momento disponibili, è possibile semplificare i progetti di sistemi a elevata potenza destinati al settore automotive. A partire dalla tensione di batteria di 12V, questi convertitori forniscono una tensione di uscita di 24V, 36V o 48V per amplificatori audio di linea (trunk) con potenza da 200 a 800W, sistemi di start-stop e stringhe di LED per fari. Entrambi i controllori soddisfano le stringenti esigenze tipiche delle applicazioni industriali e telecom dove un convertitore DC/DC di tipo step-up deve erogare un’elevata potenza in una soluzioni di dimensioni contenute.

Progetti Modulari

I nuovi ISL78227 e ISL78229 consentono di sviluppare progetti modulari per sistemi che devono garantire un’elevata scalabilità dal punto di vista sia della potenza sia termica. Questi controllori di Intersil supportano intervalli di ingresso e uscita molto ampi, compresi tra 5 e 55V, e garantiscono un’efficienza superiore al 95% grazie alla quale è possibile ridurre perdite di potenza e dissipazione di calore. La possibilità di intercalare due controllori nel caso di applicazioni che prevedono quattro fasi consente di raddoppiare la potenza di uscita e ridurre l’ondulazione di ingresso/uscita: i progettisti di alimentatori possono così utilizzare condensatori più piccoli con conseguente diminuzione sia degli ingombri a bordo della scheda sia dei costi della BOM (Bill of Material). Grazie alle numerosi funzioni di protezione disponibili, i controllori ISL78227 e ISL78229 sono in grado di operare in qualsiasi condizione. L’esclusiva funzionalità “soft on” assicura una transizione regolare dalla modalità DCM (Discontinuous-Conduction Mode) a quella CCM (Continuous-Conduction Mode) dopo il completamento della fase di avviamento graduale (soft start), assicurando la sicurezza dell’alimentatore in tutte le condizioni di avviamento.

Interfaccia PMBus

La funzionalità di “envelope-tracking” (inseguimento dell’inviluppo) di ISL78227 e ISL78229 permette di regolare e variare in maniera dinamica e istantanea la tensione di uscita per soddisfare tutte le esigenze del carico del sistema. Per esempio, ogni volta che l’alimentazione di batteria è bassa, la dissipazione di potenza dei vari componenti, come gli amplificatori audio, deve essere ridotta, specialmente quando la radio è accesa e il motore è spento. Gli eventi transitori, come quelli che si manifestano nei sistemi di start-stop, richiedono una regolazione istantanea della tensione. Al fine di semplificare la certificazione di conformità per i livelli di sicurezza ASIL (Automotive Safety Integrity Level) previsti dallo standard ISO 26262, ISL78229 integra un’interfaccia digitale PMBus per espletare operazioni di controllo avanzato, telemetria e diagnostica. L’integrazione dell’interfaccia PMBus on-chip elimina il ricorso a un circuito dedicato per telemetria, richiesto configurare tipi di guasto, funzioni di monitoraggio e ripristino del sistema.
“I controllori ISL78227 e ISL78229 permettono di realizzare soluzioni di dimensioni ridotte per applicazioni di tipo step-up che garantiscono un’elevata efficienza e dispongono di vari livelli di protezione per l’alimentatore” – ha affermato Philip Chesley, senior vice president della divisione Precision Products di Intersil. “Una combinazione ottimizzata di caratteristiche innovative, funzionalità di tracking integrata e opzione PMBus permettono all’utente di utilizzare soluzioni affidabili e di semplice uso per la realizzazione di progetti che prevedono tensioni di valore elevato”.

Caratteristiche e specifiche principali dei controllori ISL78227 e ISL78229

• Range di tensioni di ingresso/uscita compreso tra 5 e 55V e possibilità di resistere a tensioni transitorie fino a 60V
• Supporto di topologie boost standard o sincrone e utilizzo del controllo del livello della corrente di picco per una rapida risposta della linea con compensazione regolabile della pendenza
• Configurabilità per consentire il funzionamento a una, due e quattro fasi e garantire la massima efficienza
• Frequenza di commutazione regolabile da 50kHz a 1,1MHz e sincronizzazione esterna
• Due livelli di protezione contro le sovracorrenti per impedire danneggiamenti al sistema imputabili alla perdita del controllo (run-away) della corrente dell’induttore
• Protezione contro correnti negative che impedisce il fluire di correnti di notevole entità che possono danneggiare il FET “high side”
• Limitazione della corrente media che consente il fluire di una corrente di valore elevato solo per brevi periodi in presenza di carichi di valore elevato per impedire fenomeni di surriscaldamento
• Funzione di “soft-on” che garantisce una transizione uniforme dalla fase di avviamento graduale (soft start) al funzionamento a regime in modalità CCM
• Controllo del tempo morto (dead time) adattivo e programmabile impedisce la generazione di correnti di shoot-through (ovvero dovuta alla conduzione contemporanea dei FET)
• Emulazione del diodo selezionabile ed esclusione di fase per ottimizzare l’efficienza con carichi di valore ridotto
• Conformità alle normative AEC-Q100 che assicura il funzionamento nel range compreso tra -40°C e +125°C
• Package QFN di tipo WF (Wettable flank, ovvero con aggiunta della stagnatura fino alla punta del piedino) che permette di eseguire l’ispezione ottica dei giunti di saldatura e ridurre i costi di produzione.

La GUI PowerNavigator semplifica il progetto dei sistemi di potenza digitale

Il software PowerNavigator di Intersil semplifica la configurazione, la validazione, il monitoraggio e la telemetria attraverso l’interfaccia PMBus di ISL78229. Il tool permette di modificare caratteristiche e funzioni del progetto di un alimentatore digitale senza dover scrivere una sola linea di codice

Massimiliano Anticoli
Massimiliano Anticoli

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