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Progettare con i moduli di potenza Intersil

Progettare con i moduli di potenza Intersil

I moduli di potenza Intersil risolvono i 5 problemi principali nella progettazione degli alimentatori. ISL8200M in un package ridotto QFN, bassi rischi di progettazione e time-to-market ottimizzato.

Salve sono Josh Broline, membro del team di sviluppo per il power module presso Intersil. Oggi sono qui per mostrarvi con quanta facilità sia possibile progettare con i moduli di potenza Intersil anche con specifiche di carico elettrico veramente esigenti! Con le principali componenti che oggi sono sempre più noise sensitive e ad eccessivo consumo come microprocessori FPGA\CPLD\Ne DSP progettare diventa sempre più complicato! Dovendo scegliere il giusto PWM (modulazione di impulsi in ampiezza) controller Fet. Componenti di compensazione ed induttori o disporre la scheda per caratteristiche a livello termico e del noise/rumore, progettare l’alimentatore giusto può essere impegntivo dal punto di vista del tempo impiegato ed oneroso! Proprio per facilitare la progettazione dell'alimentatore vorrei mostrarvi quanto sia semplice progettare con il modulo di potenza DC/DC di nuova generazione di Intersil ISL8200MIRZ!

Moduli di potenza Intersil

Si tratta di una soluzione scalabile fino a 60amps di corrente in uscita che vi permetterà di ottenere la miglior soluzione in termini di layout sensitivity e rischio termico grazie alla nostra architettura brevettata Current Share ed alla tecnologia ottimizzata QFM Package. Per iniziare vorrei illustrarvi le specifiche fondamentali di questo modulo elettrico: prima di tutto la tensione in entrata varia da 3 a 20 VOLT mentre quella in uscita da 0.6 a 6 V, la corrente in uscita per modulo è pari a 10 A. Potete anche programmare e sincronizzare la frequenza di commutazione (switching) da 700 Khz a 1.5MHZ avendo fino a 6 moduli paralleli a basso consumo per 10 A fino ad arrivare a 60A così come powergood e enable pin e QFN package potenziato termicamente di dimensioni ridotte (2.2mm) che è posizionabile posteriormente al PCB e permette una migliore performance a livello termico grazie alle maggiori dimensioni permettendo facilmente anche il debug sul vostro PCB grazie ad i piedini a vista.

Questi moduli di potenza sono ideali per applicazioni quali: core FPGA, circuiti I/O di potenza e ausiliari, server, embedded computing, dispositivi di telecomunicazione e dispositivi medici. Il motivo del suo utilizzo in queste applicazioni è proprio la semplicità ma alcuni moduli sono più semplici di altri! Ma vediamo insieme solo alcune delle sfide che vi troverete ad affrontare nella progettazione di altri moduli elettrici paralleli presenti sul mercato oggi! Eccone un esempio: come potete osservare da questo diagramma, è necessario un collegamento tra la compensazione ed i feedback pins sono necessari per la messa in parallelo dei moduli. Dal momento che il feedback nella compensazione è essenziale, per la stabilità e l'accuratezza nell'alimentatore a commutazione (switching) è richiesta una grande attenzione nella progettazione e disposizione di questo modulo elettrico.

Se non si presta grande attenzione a questa architettura Current Share, un inaspettato noise di corrente in uscita potrebbe causare seri danni al carico (di corrente) ..e tutto per aver utilizzato un power module nel tentativo di ridurre tempo e costi! Tutto questo potrebbe così rallentare il time-to-market con maggiori costi! In più nell'operazione di messa in parallelo è necessario anche un oscillatore esterno aggiuntivo per l'operazione multifase elemento che si aggiunge ai costi ed alla complessità di progettazione. Intersils solution presta attenzione a questi aspetti, semplicemente con l'ausilio di un divisore resistivo sul pin di controllo fase! Ecco l’Intersil ISL8200M nella stessa configurazione dual mode.

In primis avrete bisogno di collegamenti elettrici normali per il bias in entrata e la tensione in uscita le uniche cose importanti sono qui la tensione in uscita ed il resistore singolo. In secondo luogo fate un semplice collegamento tra gli enable pins in modo da poter attivare e disattivare l’alimentatore a seconda delle necessità Questo pin serve anche per monitorare ciascun modulo separatamente e disabiliterà tutti i moduli paralleli a protezione del carico (di corrente).

Questo è ciò che definiamo lo schema "hand shaking" dal momento che si tratta di pin di livello logico, i layout sensitive non sono adatti! Quindi connettete tra loro gli I-Share pins dei moduli elettrici ed aggiungete a questo pin un resistore singolo RI-Share questo permette di fissare la tensione media in uscita per i moduli paralleli. Per esempio potrete aver bisogno di 18 A di corrente totale in uscita e quindi dovrete settare il resistore in base al datasheet fino a 90 A di corrente per ciascun modulo viene quindi creato/generato un voltaggio su questo pin I-share per ciascun modulo per la correzione di errori interni in modo da bilanciare la corrente totale in uscita necessaria.

Quindi si deve collegare l'FSyncIn con il clock out pin dei moduli di potenza Questo collegamento è importantissimo per sincronizzare le frequenze di commutazione/switching o programmarle per operazioni fuori fase se lo desiderate. Il modulo con la connessione clock out è considerato principale rispetto agli altri e setterà la frequenza di commutazione (switching) più importante. Tutti gli altri moduli connessi saranno in fase o fuori fase con la frequenza di commutazione principale a seconda dei requisiti delle applicazioni. I power module in parallelo possono essere programmati fuori fase aggiungendo semplicemente un divisor resistivo al clock control pin secondo quanto indicato negli schemi dei datasheets Con questi collegamenti principali: Ishare, Clock out, FSync In e Enable che non sono layout e noise sensitive senza alcuna conseguenza sulla tensione in uscita. La tensione in uscita rigorosamente regolata, può essere facilmente mantenuta con i multi-moduli paralleli Questo si traduce in efficienza, velocità e facilità di progettazione di un prodotto eccellente che soddisfi le esigenze presenti ed anticipare quelle future!

Riassumendo l’architettura Current Share brevettata da Intersil riduce tempo di progettazione e layout sensitivities grazie alla connessione in parallelo poiché la tensione in uscita é regolata in maniera indipendente , a dispetto dei nostri competitors che necessitano di collegamenti tra i pin noise sensitive. In più intersil ISL8200M non necessita di un ulteriore oscillatore per operare in modalità multifase facendo di Intersil Solution un modulo di potenza estremamente semplice con cui progettare! Per campioni gratuiti, la scheda di valutazione e scaricare i datasheets e maggiori informazioni sui vantaggi di questo prodotto visitate: Intersil.com/powermodules

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ritratto di electropower

Intersil è leader nella

Intersil è leader nella produzione di IC di potenza per la conversione DC/DC ma non solo. Diciamo che i suoi prodotti copre una gamma molto ampia di applicazioni di potenza e il video in cui viene mostrato il nuovo ritrovato ne è un ottimo esempio. Tutte le problematiche evidenziate nel video sono effettivamente quelle con cui ci si scontra quando si necessita di porre in parallelo più moduli switching di potenza ognuno che eroga una sua corrente ma la cui uscita deve essere ben fissata tramite la condivisione dei feedback. A quanto sembra, con la soluzione current share brevettata da intersil (in realtà non so se è un loro brevetto, ma che la usino è indubbio), la parallelizzazione dei moduli è molto più che semplice e immediata. Bisognerebbe provare il prodotto per gustarne i vantaggi e trarne le conclusioni. Anche la dissipazione termica sembra essere ottimizzata e il fatto di poter regolare lo sfasamento degli stadi tramite un partitore resistivo mi sembra anche questa un grande passo verso la minimizzazione della progettazione. Ottimo e sicuramente da provare...!1

 

 

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