ROHM ha recentemente annunciato la disponibilità di un chipset per alimentatori con configurazione buck-boost che vanta il consumo di corrente più basso del settore, unitamente a prestazioni stabili (caratteristiche di risposta transitoria) nelle ECU (Unità di Controllo Elettroniche) del settore automotive per quadri di bordo e gateway impiegati nei sistemi start-stop per veicoli.
Il chipset integra un convertitore buck CC/CC con funzionalità boost (BD8P250MUF-C) e un circuito integrato boost dedicato (BD90302NUF-C). Il chip primario (BD8P250MUF-C) utilizza l’innovativa tecnologia di controllo buck-boost di ROHM, nota come Quick Buck Booster, che consente la configurazione buck-boost di un alimentatore senza degradare le caratteristiche dell’alimentatore con configurazione buck, semplicemente aggiungendo il circuito integrato boost dedicato BD90302NUF-C nello stadio successivo.
Il risultato è il miglior consumo di corrente senza carico del settore, pari a 8 uA, e una fluttuazione della tensione di uscita di ±100 mV, utilizzando una capacità di uscita di 44 uF (grazie al consumo di corrente minore del 70% e alla capacità di uscita minore del 50% rispetto ai prodotti convenzionali), per cui contribuisce al miglioramento della stabilità e dei risparmi energetici in applicazioni in cui si verificano significativi cali della tensione di ingresso in un breve periodo di tempo, come nei sistemi start-stop per veicoli. Inoltre, la tecnologia Quick Buck Booster consente un design comune della scheda, che integra le topologie dell’alimentatore sia buck-boost che buck, unitamente ai necessari componenti periferici e alle contromisure al rumore, con la riduzione dei tempi di sviluppo e della manodopera del 50% rispetto ai metodi convenzionali che richiedono schede di potenza per modalità buck-boost e buck separate.
Da qualche anno, per soddisfare le superiori prestazioni ambientali poste dal settore automotive, è cresciuto notevolmente il numero di veicoli dotati di funzionalità start-stop, ossia che SPEGNE il motore mentre è al minimo. In questi sistemi è necessario un alimentatore con configurazione buck-boost per evitare malfunzionamenti dovuti a bassa tensione della batteria in regime del minimo e alle fluttuazioni della batteria (avviamento) immediatamente dopo il funzionamento del sistema start-stop, ma i prodotti convenzionali sono problematici dal punto di vista del consumo di corrente e della reattività, tanto da aumentare la domanda di soluzioni migliori dal momento che la quantità dei veicoli start-stop continua a crescere.
Per rispondere a queste esigenze, ROHM ha sfruttato la tecnologia dal design analogico e i processi del sistema di alimentazione per sviluppare soluzioni pionieristiche per il mercato automotive, come i prodotti che integrano la tecnologia di controllo della larghezza d’impulso ad alta velocità, la cosiddetta Nano Pulse Control. In questo caso ROHM ha sviluppato un chipset per alimentatori con configurazione buck-boost che utilizza la tecnologia automotive proprietaria basata sul controllo Quick Buck Booster, che supera le problematiche legate ai sistemi start-stop. E per il futuro ROHM continuerà a supportare l’evoluzione dei veicoli sviluppando prodotti e tecnologie che contribuiscono a realizzare maggiori risparmi energetici e ad ottimizzare i sistemi.
Caratteristiche fondamentali
1. Il dispositivo vanta il consumo di corrente e la reattività migliori del settore
Il convertitore buck CC/CC BD8P250MUF-C integrato nel chipset di ROHM si avvale della tecnologia di controllo Quick Buck Booster sviluppata sfruttando il know-how proprietario in fatto di design analogico, che rende possibile passare facilmente alla modalità di funzionamento buck-boost senza degradare le prestazioni in modalità buck, che si distingue per le caratteristiche superiori rispetto alla modalità buck-boost.
Di conseguenza si ottiene una fluttuazione della tensione di uscita di ±100 mV con un consumo di corrente senza carico di 8 uA e con una capacità di uscita di 44 uF, perfino nella configurazione buck-boost: queste caratteristiche lo rendono il miglior alimentatore con configurazione buck-boost del settore (grazie al consumo di corrente minore del 70% e alla capacità di uscita minore del 50% rispetto ai prodotti convenzionali), per cui contribuisce a risparmi energetici e a stabilità maggiori in tutta una serie di applicazioni, riducendo sia le dimensioni che il costo dei condensatori di uscita.
2. Il dispositivo fornisce il primo alimentatore switching buck/buck-boost nella stessa scheda del settore
Il chipset di ROHM dotato di tecnologia Quick Buck Booster incarna la possibilità di fornire un design comune, che abbina il funzionamento dell’alimentatore sia in modalità buck che in modalità buck-boost in una singola scheda, unitamente ai necessari componenti periferici e alle contromisure al rumore.
Il passaggio dal funzionamento in modalità buck a quello in modalità buck-boost viene così agevolato con la semplice aggiunta di un circuito integrato boost dedicato, che riduce il carico di progetto del 50% rispetto ai metodi convenzionali che utilizzano schede di potenza separate.
3. Il dispositivo contribuisce alla stabilità di funzionamento con prestazioni a basso rumore grazie all’eliminazione dell’interferenza radio AM
Per soddisfare le richieste del mercato, il modello BD8P250MUF-C integra la funzione spread-spectrum come contromisura al rumore (EMI), che gli permette di superare lo standard internazionale (CISPR 25) relativo al rumore nel settore automotive. Contemporaneamente viene utilizzata la tecnologia originale di controllo della larghezza d’impulso ultra-veloce, la cosiddetta Nano Pulse Control di ROHM, per consentire il funzionamento ad alta velocità a 2,2 MHz, così da eliminare gli effetti sulla banda radio AM (max. 1,84 MHz): in tal modo è possibile ottenere un’uscita stabile da 5 V per l’azionamento ECU da un ingresso ad alta tensione da 36 V. Si assicura così un basso livello di interferenza elettromagnetica rendendo al tempo stesso possibile un’uscita a bassa tensione da un ingresso ad alta tensione senza interferenze dalla banda radio AM. Ciò contribuisce alla stabilità di funzionamento nei sistemi automotive sensibili al rumore.
Disponibilità: settembre 2018 (campioni), gennaio 2019 (quantità per OEM)
Tecnologia Quick Buck Booster
Tecnologia di controllo buck-boost di ROHM sviluppata avvalendosi del know-how proprietario in fatto di design analogico. Gli utenti possono passare facilmente al funzionamento in modalità buck-boost senza sacrificare il vantaggio in termini di prestazione che i convertitori buck CC/CC conferiscono rispetto agli alimentatori con configurazione buck-boost. L’implementazione di una topologia buck-boost, mantenendo contemporaneamente le stesse caratteristiche degli alimentatori con configurazione buck, riduce le dimensioni dei componenti periferici e il lavoro di sviluppo e contribuisce quindi all’ottimizzazione del sistema e alla stabilità di funzionamento in applicazioni in cui si verificano cali di tensione improvvisi, come nelle ECU impiegate nei sistemi start-stop per veicoli.
