El nuevo controlador PWM con retorno de pinza activo de Silanna Semiconductor reclama una eficiencia posible de más del 93% para los adaptadores de alimentación de 60W CA / CC.

Ayer, Silanna Semiconductor expandió su línea de controladores PWM de retención de pinza activa (ACF) totalmente integrados para incluir el controlador PWM de retorno de SW1105 de 60 W. El nuevo dispositivo está diseñado para diseños de adaptadores de potencia compactos para portátiles, consolas de videojuegos y cargadores de pared multipuerto y tiene una densidad de potencia de 20 W / in3.

Su hermano de 30W, el SZ1101 está diseñado para dispositivos como los cargadores de energía de teléfonos móviles.

Imagen de Silanna Semiconductor

Los controladores ACF cumplen dos funciones importantes en el mundo móvil de hoy. En primer lugar, permiten a los diseñadores mantener el tamaño de los “ladrillos” de la fuente de alimentación externa hasta un tamaño pequeño para que no se conviertan en una carga para los consumidores. En segundo lugar, la eficiencia energética que permiten reducir enormemente el calor generado por las unidades.

Como se muestra en el diagrama a continuación, el SZ1105 es un controlador de ancho de pulso ACF que combina cuatro componentes clave de ACF:

  • El controlador de retroceso.
  • El controlador de pinza activa
  • La pinza activa FET
  • Regulador de arranque de baja caída (LDO)

Diagrama de bloques del SZ1105. Imagen de Silanna Semiconductor. Click para agrandar.

Consideraciones de diseño

El dispositivo aumenta la simplicidad de un controlador de retroceso: los beneficios adicionales que ofrece un diseño ACF. Estos beneficios incluyen la recaptura de la energía de inductancia de fuga del transformador de retorno y también la limitación del pico de voltaje de drenaje del FET primario durante los eventos de apagado.

OptiMode de SilannaTM la arquitectura de control digital permite que el SZ1105 ajuste el modo de operación del dispositivo ciclo por ciclo. Esto permite a la unidad mantener su alta eficiencia, bajo EMI y rápida regulación dinámica de la carga en respuesta a las variaciones en el voltaje de la línea y la demanda de energía cambiante que presenta la carga.

El dispositivo cambia dentro de un rango estrecho en el área de 140 kHz, lo que facilita el filtrado EMI simplificado. Además, el control digital adaptativo de la operación activa de la pinza permite el encendido del interruptor FET primario (ZVS) casi a cero, y sujeta la tensión de drenaje durante el apagado. Esto mejora aún más la eficiencia y también sirve para reducir la EMI.

Diagrama de aplicación para el SZ1105. Imagen de Silanna Semiconductor

La unidad funciona en un rango de entrada de 90 – 265 VCA. Las salidas de la unidad de 60W de 3.3V, 5V, 9V, 11V, 12V, 15V o 20V están disponibles a un máximo de 3A. Cumple con la eficiencia de DoE y CoC y los requisitos de alimentación de reserva sin carga, y cuando la carga no consume energía, el SZ1105 consume menos de 50 mW de energía.

Silanna planea ofrecer una placa de evaluación USB-PD de 60 W con el SZ1105.

El dispositivo viene en un paquete SOIC de 16 pines que ocupa aproximadamente tres pulgadas cuadradas.

El campo de los dispositivos de sujeción activos

No es sorprendente que el SZ1105 y el SZ1101 no sean los únicos participantes en este importante ecosistema.

Texas Instruments ofrece un controlador de retorno de pinza activa, UCC28780, que funciona a alta frecuencia (1 MHz). Según TI, el controlador permite que las fuentes de alimentación de CA a CC de alta densidad cumplan con los estándares de eficiencia global. Si tiene curiosidad, TI ofrece un excelente video que describe las operaciones de los controladores de retorno de pinza activos.

ON Semiconductor también lanzó un controlador de retorno de pinza activo en marzo de 2018, el NCP1568.

Más allá de estas entradas de TI, ON Semi y Silanna, no parece haber muchos más convertidores de retorno de retorno que utilicen el diseño de pinza activa, aunque la topología también se ha utilizado en diseños de referencia, incluido un diseño centrado en el GaN de Navitas. A principios de 2018.

¿Conoces otros dispositivos que comparen? ¿Ha diseñado fuentes de alimentación utilizando un convertidor de retorno de pinza activo? Comparte tus pensamientos y experiencias en los comentarios a continuación.

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