ניו-טק מגזין | דצמבר 2019 - המהדורה הדיגיטלית

POWER SOLUTIONS מוסף מיוחד

עיצוב אפס זמן מת כדי למקסם את ■ היעילות בתדר גבוה מכשיר כוח עם שבב מונוליטי בלוח ■ לפיתרון בגודל קטן יותר פעולת ריבוי שלבים מאפשרת הפעלה ■ מקבילה לזרמי פלט גבוהים ואדווה מופחתת נמוך כדי לעמוד בדרישות רעש מערכת EMI ■ נמוך פעולה סינכרונית ליעילות גבוהה והפסד ■ מינימלי של חשמל עיצוב קל מפשט את מחזור העיצוב, ■ ההסמכה והבדיקה אדווה פלט נמוכה מאוד ■ זמן תגובה חולף מהיר ■ פעולה על פני מתח כניסה/יציאה רחב ■ יכולת זרם פלט גבוהה ■ ביצועים תרמיים מצוינים ■ שטח קופמקטי ■ ניתן למצוא תכונות אלה במשפחת " Power by Linear המכשירים האנלוגיים " של רגולטורים מוניליטיים באק LTC33xx של זרם גבוה, בינוני ונמוך. החבר עם זרם וולט, 5 , ממיר LTC3310S גבוה ביותר הוא נמוך, EMI אמפר, צפיפות הספק גבוהה, 10 , ממיר מונוליטי, סינכרוני Silent Switcher ® 2 1.11 = (צפיפות הספק mm 2 9 באריזה של ). הארכיטרקורה שלו עם מצב mm 2 אמפר/ זרם שא בתדר קבוע אידיאלית ליישומים LTC3310S הדורשים תגובה חולפת מהירה. Silent Switcher 2 משתמש בארכיטקטורת ה- עם קבלים עוקפים לולאה חמה משולבים כדי לספק פתרון יעיל וקטן בגודל בתדרים של עד . פעולה EMI מגהרץ עם ביצועים מעולים של 5 מרובת שלבים מאפשרת הקבלה ישירה של 40 עד ארבעה מכשירים לזרם גבוה יותר עד אמפר. וולט 2.25-5.5 ’LTC3310S טווח הקלט של תומך במגוון רחב של יישומים, כולל רוב משולבים MOSFETs הביניים. bus מתחי בעלי התנגדות נמוכה מספקים זרמי עומס אמפר עם גרירה תרמית 10- רציפים גבוהים כ וולט 0.5 מינימלית. מתחי יציאה הנעים בין הם אידיאליים ליישומי נקודת עומס VIN ל- בעלי DSP / FPGA / GPU / ASIC כגון עיצובים זרם גבוה ומתח נמוך. יישומי מפתח אחרים כוללים רשת אופטית, טלקום / דאטקום, מערכות רכב, ארכיטקטורות כוח מופץ או כל 1 מערכות צפיפות כוח בינוני עד גבוה. איור מראה את הפשטות של עיצוב טיפוסי, ואילו 4 מראה כמה קל לייצר תצורה בת 2 איור אמפר. 40 , פאזות

ניתנים להשגה באמצעות מגוון שיטות, כל אחת מהן עם ביצועים ועיצוב משלהן. לבקרי מווסת מיתוג יש יעילות גבוהה בזרמי עומס גבוה על פני מגוון רחב של מתחים, אך הם דורשים כמה רכיבים חיצוניים כמו משרנים, לתפעול; והם יכולים להוות FET קבלים ו- מקור לרעש בתדר גבוה ונמוך. ניתן להשתמש גם במשאבות טעינה ללא משרן (או ממירי מתח קבלים מנותקים) כדי לייצר מתחים נמוכים, אך מוגבלות ביכולת זרם פלט, סובלות מביצועים ארעיים חלשים ודורשות מספר רכיבים חיצוניים. מסיבות אלה, משאבות טעינה אינן נפוצות ביישומי כוח . רגולטורים ליניאריים C דיגיטליים מסוג - פשוטים LDO - במיוחד רגולטורים מסוג בכך שהם מצריכים רק שני קבלים חיצוניים להפעלה. עם זאת, יתכן שהם מוגבלים בהספק, תלוי בגודל הפרש המתח בין וכמה הזרם נדרש IC הכניסה לפלט על פני ה- מהעומס, וגם מאפייני ההתנגדות התרמית של החבילה. זה בהחלט מגביל את יכולתם דיגיטליים. IC להפעיל אתגרי עיצוב ממיר מונוליטי באק חוק מור הוכח כחזון ובתוקף מאז העברתו . רוחבי קו הטכנולוגיה לייצור 1965 בשנת רקיק מצטמצמים ללא הרף, ומורידים את הדיגיטלי לנמוך יותר. תהליכי IC מתח ה- גיאומטריה קטנים יותר מאפשרים שילוב גבוה יותר של יותר תכונות רעבות כוח במוצר הסופי. למשל, שרתי מחשבים מודרניים ומערכות ניתוב תקשורת אופטית דורשים רוחב פס גבוה יותר לעבד יותר נתוני מחשוב ותנועה באינטרנט. מערכות אלה מאוד IC גם מפיקות חום רב, ולכן נדרשים יעילות. למכוניות יש יותר אלקטרוניקה על הלוח לבידור, ניווט, תכונות לנהיגה עצמית ואפילו שליטת מנוע. כתוצאה מכך, יש עלייה הן בצריכה הנוכחית של המערכת והן בכל הכוח הקשור הנדרש. לפיכך אריזה עדכנית ועיצוב פנימי חדשני ושלב כוח חדשני נדרשים תוך אספקת כוח IC להוצאת החום מהחשמל חסר תקדים. ) PSRR יחס דחיית אספקת חשמל גבוהה ( ורעש מתח יציאה נמוך, או אדווה, הם שיקולים חשובים. מכשיר עם דחיית אספקה גבוהה יכול לסנן ולדחות רעש בכניסה, וכתוצאה מכך פלט נקי ויציב. יתר על כך, פתרונות חשמל עם רעש מתח פלט נמוך על רוחב פס רחב או אדווה פלט נמוכה רצויות

- מערכות דיגיטליות מודרניות כוללות מספר מסילות בהן רגישות לרעש היא שיקול עיצובי עיקרי. ככל שדרישות המהירות מתקדמות גדלות, סובלנות FPGAs של ה- רעשי האספקה פוחתת כדי למזער שגיאות סיביות. תקלות דיגיטליות הנגרמות על יד רעש מטקינות באופן דרסטי את מהירויות PLDs תפוקת הנתונים היעילות עבור ה- במהירות גבוהה אלה. רעשי אספקת קלט בזרם גבוהה הם אחד המפרטים התובעניים יותר המוצבים על ספקי הכוח. מהירויות משדר גבוהות יותר - למשל - מכתיבות רמות זרם גבוהות FPGAs ב- בגלל צריכת חשמל גבוהה ממיתוג מעגלי האלה מהירים. ICs גיאומטריה עדינה. ה- הם עשויים למחזר זרם עומס מכמעט אפס למספר אמפר בתוך עשרות למאות ננו-שניות, המחייבים רגולטור עם תגובה חולפת מהירה במיוחד. כאשר שטח הלוח שמור לווסת הכוח הולך ומתמעט, מעצבי מערכות רבים פונים לווסת מיתוג מונוליטי הפועלים בתדרי מיתוג מהירים כדי להפחית את גודל הרכיבים החיצוניים ואת גודל הפיתרון הכולל - מקבלים את ההחלפה של אובדן יעילות מסוים בגלל הפסדי מעבר בתדרים גבוהים יותר. אובדן זה נמחק על ידי דור חדש של רגולטורים מיתוג מונוליטים. לרגולטורים חדשים אלה יש פעולה סינכרונית עם מתגים משולבים בצד גבוה ונמוך, המאפשרים שליטה הדוקה על מתחים של מתגי שער, מש שמקטין מאוד את הזמן המת, ומביאים ליעילות גבוהה יותר אפילו בתדרים גבוהים. אחד האתגרים הגדולים ביותר עם מתגים מונוליטיים בעלי זרם גבוה הוא היכולת . IC שלהם לפזר חום שנובע מאובדן חשמל ב- ניתן לעמוד באתגר זה על ידי שימוש במספר סיכות כוח וקרקע, ואריזות מבוססות למינציה משופרת תרמית עם עמודי נחושת ) שבהם ניתן להעביר את החום בקלות Cu ( ללוח. עמודי הנחושת הגדולים IC מה- על הלוח המחוברים לסיכות הכוח הללו מאפשרים לחום להתפשט באופן שווה יותר. משפחה חדשה של ממירי מתג באק שקטים IC ברור שלפתרונות ממירי באק עבור דיגיטליים בעלי ביצועים גבוהים חייבים להיות בעלי התכונות הבאות: תדר מיתוג מהיר למזעור גודל הרכיבים ■ החיצוניים

New-Tech Magazine l 58