12 e 13 Aprile 2022, BolognaFiere

OptiMOS 5 per puntare all’efficienza

Una delle caratteristiche più importanti negli alimentatori switching è la densità di potenza. Oltre a essere cruciale nelle applicazioni ad alta potenza come, ad esempio, nei server e nel telecom, è anche un fattore chiave per progetti di bassa o media potenza come carica batterie, veicoli elettrici leggeri, utensili, pilotaggio motori a bassa tensione, impianti fotovoltaici, ecc. La famiglia di MOSFET denominata OptiMOS 5 di Infineon, oggi vastissima, offre la soluzione ottimale per moltissime applicazioni in cerca di livelli di efficienza superiori e di volumi più contenuti.

RDS(on) ridotta: efficienza superiore
Se prendiamo come riferimento l’ultima generazione di MOSFET di potenza, la serie OptiMOS 5 da 80V e 100V, pensata espressamente per la rettificazione sincrona negli alimentatori per il telecom e per i server, troviamo che questa nuova generazione tecnologica di MOSFET vanta la più bassa resistenza di canale (RDS(on)), dove questo valore raggiunge fino al 43% di riduzione per gli OptiMOS 5 da 80V in package SuperSO8 e fino al 24% di riduzione per gli OptiMOS 5 da 100V, se confrontati con la generazione precedente con tecnologia OptiMOS 3. Con sette diversi tipi di package la nuova serie OptiMOS 5 da 80V e 100V offre il più basso livello di RDS(on) disponibile oggi sul mercato.

Gli OptiMOS 5 a 80V e 100V offrono, inoltre, rispettivamente il 38% e il 25% di riduzione del valore della capacità di uscita rispetto alla famiglia OptiMOS 3. Questo significa una sostanziale riduzione delle perdite di commutazione e una minore sovratensione in topologie hard-switching, nella rettificazione sincrona e negli inverter per controllo motore.

A ciò si aggiunga la riduzione della Gate Charge, del 24% per gli OptiMOS 5 da 80V e del 29% per gli OptiMOS 5 da 100V. In un sistema di alimentazione, il beneficio dovuto a questo miglioramento dei parametri si riscontra in particolare nella riduzione delle perdite a basso carico, generalmente più difficoltose da ottimizzare.

Un’ampia scelta di classi di tensioni
Il grafico sotto mostra le diverse classi di tensione oggi disponibili per la famiglia OptriMOS che vanno da un minimo di 20V a un massimo di 250V e per ogni classe sono indicati i malori massimi della resistenza di canale in conduzione (RDS(on)) con una tensione di pilotaggio VGS di 10V. Questo valore varia da un minimo a un massimo a seconda del package, in cui è alloggiato il MOSFET. Come si può vedere i livelli della resistenza di conduzione arrivano a minimi anche di soli 0,4 milliOhm.

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Distribuzione dei valori massimi di RDS (on) a seconda delle diverse classi di tensione

Una vasta selezione di package
CanPAK™ (M/S Can); SuperSO8;  SO-8; S3O8; TO-220; TO-220 FullPAK; D²PAK; DPAK;  I²PAK; IPAK Short Leads e TO-Leadless.

La forte riduzione delle perdite in conduzione e in commutazione e il miglioramento della velocità di questi nuovi MOSFET permette e, anzi, incentiva l’utilizzo di package SMD, a cui è stata data la preferenza, con particolare attenzione al SuperS08. A titolo di esempio, basti pensare che in SuperSO8 è possibile arrivare a 2,6 mOhm (80V) e 3,5 mOhm (100V), e in package TO-leadless a 1,2 mOhm (80V) e 1,5 mOhm (100V)!

Va inoltre sottolineato che i package SMD hanno il vantaggio aggiuntivo di permettere una notevole riduzione dell’induttanza dispersa di source, rendendo più controllabile e meno disturbata la gestione dei fronti di commutazione.

 

Laura Baronchelli
Laura Baronchelli