消除工业应用中间功率转换级,大幅降低电源设计复杂性和系统成本
日前,创新电源管理与精密模拟解决方案领先供应商Intersil公司宣布,推出首款避免工业应用中通常使用的中间步降转换级的60V同步降压控制器---ISL8117。该同步步降PWM控制器的低占空比(导通时间较小40纳秒)支持从48V到1V负载点的直接步降转换。这一创新使得工程师能够显著降低工业电子、医疗和通信基础设施应用的系统复杂性和解决方案成本。
发布会开始,Intersil亚太区销售副总裁何贤斌(Clifton Ho)首先介绍了近年来公司的成功转型。他表示,Intersil 依托雄厚的知识产权资本、设计与工艺创新历史,以及系统级视野为较新电子系统提供独特的技术优势。Intersil 的客户均为其所在市场上公认的创新企业,其集成电路 (IC) 解决方案是较新电子设备的构成要件,把智能性、移动性和真正的能源效率带给电子设备。Intersil 已确立在电源管理和精密模拟技术领域的市场领导地位,能满足计算、消费及工业市场上较严格的应用要求。公司为这些发展较迅速的市场提供全面的电源 IC 解决方案。
Intersil提供电源管理与精密模拟解决方案,公司的产品类别包括三大类:工业和基础设施电源——有线和无线基础设施、服务器和存储器、工业自动化和监测、测试和测量、即插式和便携工具及设备;移动电源——显示器电源、内核电压 (Vcore) 电源、电池管理;精密产品——汽车、军工和航空航天、安全和安防和专用模拟。公司战略是扩张基础设施与工业市场,改善功率密度和易用性;领导移动设备电源市场,提高效率和集成度;拓展汽车与航空航天市场满足高可靠及机密性要求。Intersil拥有可靠和经验证的供应链,以及经验证的专有工艺和封装技术,每年 IC 出货量超 10 亿单元。数十年研发、生产军工/宇航级产品的经验积累,实行针对高、低剂量的逐晶圆质量保证测试。
Intersil公司工业电源市场与应用总监Lokesh Duraiappah介绍了工业市场的趋势与挑战。通用电源趋势是高压配电总线的使用增多;更高效率,更低成本;降低配电损耗和成本(与低压/大电流轨相比);FPGA、处理器和ASIC复杂性上升,电压轨数目增多;后备电池的使用增多。工业电源挑战在于,缺乏电源设计资源和专业知识;需要可靠、易于使用的解决方案;通过增加电压余量来解决电源浪涌问题。
Intersil通过以下途径应对挑战:具有内补偿的易于使用的产品,以及具有默认值的引脚定义;较高效率,低Iq,以适应使用后备电池的情况;电源模块的更高集成度。
他还以工业开关电源解决方案为例阐述了集成趋势:增加开关稳压器的输出电流;对高输出电流开关稳压器的热限制。Intersil解决方案提供开关稳压器来适应中低电压和负载应用;控制器+ 外置FET来适应高电;电源模块提供现成电源解决方案。
在介绍易于使用的ISL8117时Lokesh Duraiappah表示,该器件可消除工业应用对中间功率转换级的需要。他认为,在需要较低输出电压的高输入电压应用中,工程师通常依赖于会增加系统成本的模块,或者是会增加解决方案尺寸和复杂性的二级DC/DC解决方案。ISL8117控制器的推出,则为低输出电压/输入电压比(Vout/ Vin)的应用提供了经济而可靠的替代方案。ISL8117使用带有自适应斜坡补偿的谷值电流模式调制,来支持宽范围输入电压和输出电压组合的稳定工作,且无需外部补偿。系统工程师还能使用ISL8117较高2MHz的可调频率来优化电源成本、尺寸和效率。
Lokesh
Duraiappah称,创新的ISL8117在缩小解决方案尺寸和简化系统设计的同时并未牺牲性能。常用功能的默认设计值和ISL8117的宽输入电压和输出电压范围,使其需要的外围元件数量少于竞争解决方案。使用ISL8117,工程师能够设计只需10个元件(包括MOSFET和被动元件)的完整DC/DC降压转换解决方案,并实现较高98%的转换效率和达到1.5%的输出电压精度。ISL8117 的低引脚数量和易于布局的引脚结构还较大限度减少了重叠迹线的数量,进一步改善了电源性能。
他说:“ISL8117降压控制器满足了市场对于从极高输入电压(如48V)到 1V输出的直接负载点转换需求。支持轻负载效率模式的独特能力在工业应用中非常关键,并使ISL8117成为比基于老旧技术的现有解决方案好很多的替代方案。”
据介绍,ISL8117的主要特性规格包括:4.5V - 60V宽输入电压范围涵盖所有标准输入轨,包括5V、12V、 24V、36V、42V和48V;0.6V - 54V宽输出电压范围;市场上的较小导通时间,帮助实现极低占空比电源,并在许多应用中避免对两级解决方案的需要;可编程100kHz - 2MHz开关频率且支持同步,以减少系统的辐射噪声和避免拍频问题;全面的故障保护提供长期可靠性,包括过压、欠压、过流和过温保护;大电流FET驱动器和DEM工作模式可确保所有负载水平下的高效率;带有预偏置支持的可调节软启动可支持多个ISL8117控制器的依次启动。
ISL8117高压控制器能够与Intersil低压差线性稳压器(如ISL80136、ISL80138、ISL80101A)和集成式FET开关稳压器(ISL8023/24或ISL8016)结合使用,以支持典型过程控制工业应用中的大量电源轨。
据透露,ISL8117现已供货,产品采用4mm x 4mm QFN和6.4mm x
5mm HTSSO封装。为方便工程师快速评估器件特性和性能,同时还提供了ISL8117EVAL1Z低功率(Vin 4.5V-60V和3.3Vout/6A)和ISL8117EVAL2Z高功率(Vin 18V-60V和12Vout/20A)两款评估板。
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