In occasione di un recente incontro con la stampa internazionale, David Priscak, director of power systems di Texas Instruments, ha illustrato tutte le novità messe a disposizione dei progettisti che lavorano in applicazioni di potenza, presentando le ultime proposte nate in seguito ai consistenti investimenti che la società, raccogliendo l’eredità di National Semiconductor, sta facendo nell’ambito dei dispositivi per applicazioni di potenza. Novità che comprendono non solo nuovi prodotti ma anche nuovi strumenti che facilitando la progettazione dei prodotti di potenza.
Un convertitore step-down sincrono Fly-Buck
Tra i nuovi prodotti presentati da Priscak va sicuramente segnalato il nuovo convertitore LM5160A che incrementa la potenza in uscita, aumenta la densità di potenza e semplifica i progetti con uscite multiple per applicazioni in ambito industriale e automobilistico e nelle smart grid. Si tratta del primo convertitore step-down sincrono da 65 V con alimentazione a polarizzazione isolata fino a 15 W, senza bisogno di un optoaccoppiatore. Parte dell’innovativa famiglia Fly-Buck di TI, l’LM5160A aumenta la densità di potenza e risponde alle richieste di maggiore potenza con una soluzione più efficiente e affidabile per applicazioni in ambito industriale e automobilistico, ad esempio azionamenti per motori Ca trifase, controllori a logica programmabile, contatori intelligenti, infrastrutture di rete elettrica o energie rinnovabili, automazione di fabbrica, telecamere IP con alimentazione via Ethernet e veicoli elettrici. Il convertitore LM5160A offre un controllo on-time costante che non richiede compensazione del loop e supporta rapporti elevati di step-down con risposta veloce ai transitori. Il convertitore innovativo, che supporta un’ampia tensione di ingresso da 4,5 V a 65 V, può generare canali di alimentazione con polarizzazione positiva e negativa in progetti non isolati, o uscite isolate singole e multiple, riducendo gli ingombri e semplificando il progetto rispetto alle soluzioni flyback tradizionali. Abbinato agli strumenti di progettazione online Webench, l’LM5160A accelera il time-to-market di progetti Cc/Cc ad alta potenza. Il nuovo convertitore Fly-Buck si aggiunge alla consolidata gamma Cc/Cc di TI. TI offre anche parecchi dispositivi con architettura Fly-Buck, come il convertitore LM5017 che supporta tensioni d’ingresso fino a 100 V.
Un prototipo di stadio di potenza FET GaN
L’impegno di Texas Instruments non si esaurisce in nuovi prodotti per la conversione della potenza ma va oltre, come dimostra un nuovo approccio basato sulla tecnologia GaN. “I progetti con tecnologia GaN sono stati frenati principalmente dalle incertezze nel controllo dei Fet GaN e dalle relative capacità parassite dovute al packaging e al layout del progetto,” ha spiegato David Priscak. “Aiutiamo i progettisti di sistemi di potenza a sfruttare tutto il potenziale della tecnologia GaN offrendo un ecosistema completo e affidabile per la conversione di potenza, costituito da moduli, driver e controllori in alta frequenza, in un package avanzato di facile progettazione.” Texas Instruments ha presentato il primo prototipo di stadio di potenza integrato da 80V e 10A con transistor a effetto di campo al nitruro di gallio, costituito da un driver ad alta frequenza e due Fet GaN in configurazione a mezzo ponte: tutto confezionato in un package QFN (Quad flat no-leads) di facile progettazione. Il nuovo stadio di potenza Fet GaN LMG5200 contribuirà ad accelerare l’adozione della nuova generazione di soluzioni per la conversione di potenza con tecnologia GaN, che offre maggiore densità ed efficienza in applicazioni ad alta frequenza in spazi ristretti nel campo industriale e delle telecomunicazioni.
Realizzare i vantaggi del GaN
Solitamente i progettisti che usano Fet GaN che commutano a frequenze elevate devono prestare attenzione al layout della scheda per evitare effetti di ringing e interferenze elettromagnetiche. Il prototipo di doppio stadio di potenza LMG5200 a 80 V di TI semplifica notevolmente il loro compito, aumentando al tempo stesso l’efficienza dello stadio di potenza attraverso la riduzione delle induttanze parassite del packaging nel loop critico del gate-drive. LMG5200 utilizza una tecnologia di packaging multichip avanzata ed è ottimizzato per supportare topologie di conversione di potenza con frequenze fino a 5 MHz. Il package QFN da 6x8 mm di facile utilizzo non richiede underfill, semplificando notevolmente la produzione. L’ingombro ridotto aumenta il valore della tecnologia GaN e favorirà l’adozione di progetti GaN in molte nuove applicazioni, dalla carica wireless ad alta frequenza alle applicazioni a 48V in ambito industriale e telecomunicazioni.
