Il nuovo Buck converter di ROHM per sistemi automotive a 48 V


Con il nuovo BD9V100MUF-C, ROHM Semiconductor offre un convertitore DC-DC con MOSFET integrato in grado di generare tensioni di uscita di 3/5V (valore minimo di 2,5 V) da tensioni di ingresso fino a 60 V, con una frequenza di commutazione di 2 MHz. Il circuito integrato mette così a segno il più elevato rapporto step-down di settore, pari a 24:1, fra tensione di ingresso e tensione di uscita.

Per raggiungere tale rapporto, il modulo opera con una tecnologia proprietaria di controllo della larghezza di impulso (Nano Pulse Control) che, grazie a processi BiCDMOS di ROHM resistenti all’alta tensione e ad un controllo ultra veloce della larghezza di impulso, rende possibile un tempo di accensione finora ineguagliato di soli 9 ns. La nuova tecnologia consente una conversione di tensione monostadio su sistemi a 48 V, analoghi a quelli impiegati in veicoli mild-hybrid. In tal modo, con una frequenza di 2 MHz si dimezza la complessità del modulo, riducendo l’ingombro dell’applicazione e semplificando il design del sistema. L’elevata frequenza di commutazione permette inoltre l’uso di componenti esterni più compatti, per esempio bobine e condensatori di uscita.

Il trend verso i sistemi a 48 V

I consumi di energia e l’eco-compatibilità rappresentano una spinta trainante verso l’innovazione continua nel settore automotive. Ottimizzando la distribuzione della potenza, i veicoli mild-hybrid con sistemi a 48 V raggiungono consumi di energia e quindi di carburante sensibilmente più bassi, con relativa riduzione delle emissioni di CO2. Il comfort crescente delle auto basato su sistemi attivi, quali l’impianto frenante Brake-by-Wire o il servosterzo elettrico (EPS), aumenta il fabbisogno di energia. Nei tradizionali sistemi a 12 V occorre trasmettere alle periferiche un basso livello di tensione, benché la conseguenza sia un’elevata dissipazione dell’energia attraverso il cablaggio. La necessità di cavi di rame più spessi aumenta inoltre il peso, con ripercussioni negative sui consumi di carburante. La tecnologia a 48 V riduce di un quarto la corrente da trasmettere, con la logica riduzione della dissipazione attraverso il cablaggio.

Per alimentare il crescente numero di dispositivi elettronici e della sensoristica nelle auto, a livello di sistema occorrono normalmente tensioni comprese tra 1 V e 5 V. In altre parole, la tensione del bus a 48 V va convertita a tensioni inferiori. Al contempo è ragionevole che il convertitore DC-DC funzioni a 2 MHz, sia per restare al di sopra delle frequenze radio AM (max. 1,84 MHz) e quindi al di fuori della gamma di interferenze, anche per ottenere una soluzione il più possibile compatta.

Al momento, nessun circuito integrato di alimentazione può soddisfare l’esigenza posta da elevato rapporto di trasformazione ed elevata frequenza di commutazione. Una soluzione con sistema bistadio soddisfa tali requisiti, pur presentando vari svantaggi, per esempio un maggior ingombro, parecchi componenti, un sistema più complesso ecc. Con il BD9V100MUF-C, ROHM offre ora una soluzione per la conversione di tensione con sistema monostadio.

Nano Pulse Control

Il termine “Nano Pulse Control” è riferito alla tecnologia ultra veloce di controllo della larghezza di impulso, implementata attraverso la combinazione di design analogico del circuito, layout e processi dal sistema di produzione ad integrazione verticale di ROHM. Tale tecnologia contribuisce a miniaturizzare e a semplificare maggiormente i sistemi in applicazioni a 48 V, che spaziano dai veicoli mild-hybrid ai robot industriali, per arrivare ai sistemi di alimentazione delle sottostazioni base e così via.

Caratteristiche tecniche:

Le specifiche tecniche del convertitore DC-DC BD9V100MUF-C – dalle compatte dimensioni di 4,0 mm x 4,0 mm x 1,0 mm (LxPxH) – annoverano un range di tensione di ingresso compreso tra 16 V e 60 V, tensioni di uscita comprese tra 0,8 V e 5,5 V con un’accuratezza di ±2% e una frequenza di commutazione compresa tra 1,9 e 2,3 MHz. La corrente massima di uscita è pari a 1 A. Il range della temperatura di esercizio è compreso tra -40 °C e +125 °C.

I campioni del modello BD9V100MUF-C sono disponibili da subito, le quantità per OEM da dicembre 2017.

www.rohm.com/eu

 

Arsenio Spadoni

Journalist, ElettronicaIn Publisher & Founder, Futura Elettronica Founder,

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