Convertitore Ac/Dc con controllo Pfc integrato

GESTIONE POTENZA –

Un nuovo convertitore garantisce migliore efficienza di conversione con carichi bassi e consumo inferiore in stand-by per prodotti di classe 100 W.

Progresso, produttività e comfort: la diffusione delle applicazioni elettroniche ha il suo prezzo. Di fronte al continuo aumento dei problemi energetici diventa sempre più evidente la necessità di migliorare l'efficienza energetica dei dispositivi elettronici di qualsiasi tipo. Allo stesso tempo esiste una notevole quantità di modelli di alimentazione, tutti con lo stesso obiettivo: mantenere la potenza dissipata al più basso livello possibile. Per semplificare i progetti e ridurre i carichi di test e, ove necessario, consentire riparazioni semplici, si utilizzano adattatori di alimentazione negli apparecchi di classe 100 W (ad esempio televisori Lcd di grandi dimensioni). Nei dispositivi con una potenza maggiore di 75 W occorre un controller Pfc (Power factor correction) per controllare le armoniche, i picchi di tensione del flusso di entrata o un multiplo del rapporto corrente/tensione alla frequenza fondamentale, che possono essere dannose per altri dispositivi. Il controller della correzione del fattore di potenza riduce in modo affidabile le armoniche di corrente riducendo il fattore di potenza (dell'alimentatore) a quasi 1. L'uso di questi dispositivi con potenze di 75 W o maggiori è obbligatorio in Europa e in altri mercati emergenti. Svantaggio: il Bcm (Boundary conduction mode) può influire negativamente sull'efficienza.

Un nuovo metodo di controllo Pfc

Le soluzioni tradizionali prevedono l'uso di un convertitore Ac/Dc con controller QR integrato e di un circuito Pfc separato, ma possono causare problemi per quanto riguarda lo spazio sulla scheda e le dimensioni dell'alimentatore. Recentemente Rohm ha presentato un convertitore Ac/Dc ad alta efficienza che integra i controller Pfc e QR (quasi risonante) in un unico package. Per le sue caratteristiche questo dispositivo è adatto per apparecchi di classe 100 W (ad esempio televisori e alimentatori industriali). Il BM1C001F è dotato di un circuito di start per l'alta tensione fino a 650 V, caratterizzato da bassi livelli di consumo nonostante l'alta velocità. Come è possibile? Questo è il primo modulo a essere dotato di una funzione On/Off e di un nuovo metodo di controllo Pfc nel controller Pfc. Questo consente di migliorare l'efficienza di conversione con carichi bassi e di ridurre nettamente l'alimentazione in stand-by, oltre che di monitorare la potenza del carico sul lato secondario e attivare/disattivare il controllo Pfc, anche in aree in cui tale controllo non è richiesto (sotto i 75 W). L'utilizzo di questi circuiti integrati negli alimentatori consente di ottenere un rendimento dell'89% a 100 Vac (85 mW) e dell'89,5% a 230 Vac (190mW), in conformità allo standard internazionale Energy Star 6.0, entrato in vigore nel giugno del 2013, che prevede un rendimento dell'88% in stand-by. Si presume che le condizioni relative ai dispositivi elettronici diventino più rigorose, per cui sarà necessario utilizzare componenti in grado di garantire un risparmio energetico come l'M1C1001F. Questo metodo di controllo Pfc brevettato è in grado di offrire livelli di rendimento generalmente elevati, nonostante le tensioni Ac di entrata siano diverse a seconda del paese e della regione.

Tensione di uscita ottimizzata

Nel dettaglio: i circuiti Pfc tradizionali forniscono una tensione di uscita costante che può causare perdite di commutazione elevate. Il nuovo controller Pfc di Rohm fornisce una tensione di uscita ottimizzata rispetto alla tensione Ac di entrata, offre cioè una modalità di controllo delle tensione senza bisogno di un avvolgimento ausiliario. Questo consente di migliorare dell'1-2% il rendimento degli alimentatori di classe 100 W. La protezione contro le sovratensioni per l'uscita Pfc protegge i condensatori elettrolitici bloccando la funzione di commutazione. Altre funzioni di protezione, tra cui protezione dal latch-up, protezione contro le scariche, limitazione della corrente per ciclo, soft start e protezione dal sovraccarico, sono garanzia di elevata affidabilità. Inoltre, un convertitore flyback quasi-risonante integrato, consente una commutazione facile, riducendo le perdite di commutazione e mantenendo basse le interferenze elettromagnetiche. Il controller offre un'elevata efficienza di conversione nelle applicazioni con livelli di correnti medi, rispetto ad altre che utilizzano la modulazione Pwm; inoltre riduce nettamente il rumore dell'alimentatore dovuto alla risonanza. Nel complesso il design '2 controller in uno' comporta un'ottimizzazione del layout. Grazie alla possibilità di collocare i controller Pfc e QR in un unico package, è possibile ridurre del 20% il numero dei componenti rispetto alle soluzioni tradizionali dotate di circuiti PFC esterni. Anche l'impiego di Mosfet di commutazione e di resistori di rilevamento della corrente lasciano una maggiore libertà d'azione ai progettisti.

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