Texas Instruments annuncia un reference design relativo al  primo convertitore bidirezionale isolato DC/DC a 2 kW per gruppi di continuità (UPS) e sistemi di accumulo di energia da 48 a 400 V. I progettisti possono sfruttare questo progetto di riferimento che utilizza tecnologie analogiche ed embedded di TI per raggiungere un’efficienza superiore al 93% in gruppi di continuità di nuova generazione, sistemi di accumulo di energia, power banks e caricabatterie.

Il nuovo design di riferimento è disponibile qui.

L’efficienza energetica come priorità
La necessità di un’elevata efficienza energetica anche nei dispositivi elettronici è un’esigenza sempre più sentita. Le normative in questo settore e i nuovi standard aumentano la pressione sui progettisti costretti a rispettare queste disposizioni cercando di limitare nel contempo i costi complessivi dei sistemi. Il design di riferimento del convertitore bidirezionale isolato DC / DC indica ai progettisti come aumentare l’efficienza di un’ampia gamma di ricaricatori e gruppi di continuità, riducendo così il consumo complessivo.

Principali vantaggi del nuovo design di TI:

  • Gamma di tensione da 48 V a 400 V: il primo reference design per sistemi di accumulo di energia con una così ampia gamma di tensioni di ingresso.
  • Efficienza maggiore del 93%: design testato in maniera approfondita con i prodotti TI per aiutare i progettisti a soddisfare rapidamente le linee guida ENERGY STAR e velocizzare l’immissione dei nuovi prodotti sul mercato.
  • Commutazione a zero-volt in modalità boost: gli innovativi convertitori DC / DC aiutano ad aumentare l’efficienza e a ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI) rispetto ai tradizionali convertitori a commutazione.
  • Ampia gamma di batterie e tensioni: progettato per ricaricare una vasta gamma di batterie, il design offre agli ingegneri la possibilità di lavorare con pacchi di batterie al litio (Li-ion), polimeri di litio (Li-poli) e al piombo da 36 V a 60 V nominali.
  • Rapidità di commutazione: il passaggio dalla modalità di ricarica a quella di backup in meno di 100 microsecondi consente di utilizzare un condensatore con una tensione nominale inferiore.

Lo standard bidirezionale
Per applicazioni in cui la tensione di alimentazione può variare notevolmente come nel caso dei veicoli elettrici (EV) o dei server industriali, l’integrazione di un singolo stadio di potenza completo di ricaricatore e convertitore di backup, unitamente al limitato spazio occupato su PCB, consente agli sviluppatori di implementare più facilmente il trasferimento di energia ai vari circuiti.  

Il reference design comprende prodotti analogici di punta di TI, incluso il NexFET da 100 V CSD19536KCS power MOSFET e l’half-bridge gate driver UCC27211A, che contribuiscono a raggiungere un elevato livello di efficienza.  Il sensore di corrente amplificato INA240 consente accurate misure di corrente, mentre l’amplificatore isolato rinforzato AMC1301 e il gate driver isolato  UCC21520 forniscono, rispettivamente, un’opzione efficace per rilevare senza contatto la corrente della linea ad alta tensione e per pilotare il ponte full-bridge ad alta tensione. Il microcontrollore Piccolo TMS320F28033 gestisce l’intero circuito. 

In quest’ambito, TI mette a disposizione ulteriori risorse per i  progettisti: da un approfondimento sulle tecnologie single-phase UPS e sulla possibilità (Explore the possibilities) dei sistemi UPS di operare con un’ampia gamma di tensioni, alle possibilità di risparmio sui costi offerte dai isolatori rinforzati (lessen overall system costs).

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