“يُطلب من مصممي النظام إنتاج حلول طاقة أصغر وأكثر كفاءة لتلبية متطلبات الطاقة العالية لشركة SoCs و FPGAs في جميع الصناعات. في الأنظمة الإلكترونية المتقدمة ، يعد تأثير حزمة إمداد الطاقة أمرًا بالغ الأهمية لأنه يجب وضع مصدر الطاقة بالقرب من SoC أو الأجهزة الطرفية مثل أجهزة DRAM أو I / O. في الأدوات المحمولة ، مثل ماسحات الباركود المحمولة أو أنظمة تسجيل البيانات الطبية ، تكون المساحة أكثر إحكاما.
“
يُطلب من مصممي النظام إنتاج حلول طاقة أصغر وأكثر كفاءة لتلبية متطلبات الطاقة العالية لشركة SoCs و FPGAs في جميع الصناعات. في الأنظمة الإلكترونية المتقدمة ، يعد تأثير حزمة إمداد الطاقة أمرًا بالغ الأهمية لأنه يجب وضع مصدر الطاقة بالقرب من SoC أو الأجهزة الطرفية مثل أجهزة DRAM أو I / O. في الأدوات المحمولة ، مثل ماسحات الباركود المحمولة أو أنظمة تسجيل البيانات الطبية ، تكون المساحة أكثر إحكاما.
يواجه المصممون أكثر من مجرد العثور على منظم يتناسب مع مساحة محدودة. غالبًا ما تتعارض متطلبات الحلول المدمجة مع متطلبات الإلكترونيات المتقدمة الأخرى: التصميم الموثوق ، والكفاءة العالية ، ونسبة التحويل الكبيرة ، والطاقة العالية ، والحجم الصغير ، والأداء الحراري الجيد. تتطلب العديد من هذه المتطلبات مقايضات في مجالات أخرى ، مما يعرض المصممين لمشكلة تحسين صعبة وتستغرق وقتًا طويلاً. تم تصميم LTC3636 لتبسيط مهمة المصمم من خلال منظم مزدوج 6 أمبير يستهلك تيارًا احتياطيًا منخفضًا للغاية عند الإغلاق ويعمل على ترددات تصل إلى 4 ميجاهرتز عند كل من الأحمال الكاملة والخفيفة بكفاءة عالية.
حجم صغير وتردد تبديل 4 ميجا هرتز
إنها حقيقة موجودة في كل مكان في تصميم مزود الطاقة أن مساحة التطبيق المخصصة صغيرة. غالبًا ما يتم تقييد حجم وكثافة الطاقة لمحولات DC-DC بواسطة المكونات المغناطيسية الضخمة ، ومكثفات الإدخال / الإخراج ، ومرشحات EMI ، والمشتتات الحرارية. في محول الطاقة باك ، لا يتوافق الحجم والكفاءة غالبًا: يمكن تقليل حجم المحرِّض ومكثف الخرج بشكل كبير عن طريق زيادة تردد التبديل ، لكن التشغيل عالي التردد يزيد من خسائر التبديل للمحث والمفتاح. وهذا بدوره يعقد الإدارة الحرارية في الأماكن الضيقة.
يعتبر LTC3636 منظمًا مزدوجًا ، 6 أمبير لكل مخرج ، وكفاءة عالية متجانسة للتنحي ، قادر على العمل من جهد إمداد المدخلات حتى 20 فولت. يمكن ضبط تردد التحويل القابل للبرمجة حتى 4 ميجا هرتز. يقلل تردد التبديل العالي بشكل كبير من حجم وقيمة المحاثات والمكثفات ، ولكن على عكس العديد من الحلول عالية التردد ، يحافظ LTC3636 أيضًا على كفاءة عالية ، مما يسمح باستخدام بعض المحرِّضات الفريتية الصغيرة جدًا مع انخفاض خسائر التيار المتردد والتيار المستمر. تعمل القناتان بزاوية 180 درجة خارج الطور ، ويتم تشذير نبضات التبديل للحصول على تموج أقل ، مما يقلل بدوره من قيمة سعة الإدخال.
يعمل المحول المزدوج باك في الشكل 1 بسرعة 4 ميجاهرتز ويستخدم جهدًا ومكثفات صغيرة جدًا. يتم عرض الكفاءة والأداء الحراري في الشكل 2. تُظهر الصور الحرارية ارتفاعًا في درجة الحرارة أقل من 40 درجة مئوية مع الحمل الحراري الطبيعي في درجة حرارة الغرفة عند VIN = 5 فولت.
يوفر منظم باك مزدوج الشكل 1.4 ميجا هرتز حلاً مدمجًا.
الشكل 2. منحنى الكفاءة (يسار) والصورة الحرارية (يمين). الشروط: فين = 5 فولت ، الحمل الحراري الطبيعي.
تحويل طاقة عالي الكفاءة على نطاق الحمولة بالكامل
تعد الكفاءة العالية على نطاق التحميل الكامل أمرًا بالغ الأهمية للمعدات المحمولة وتطبيقات السيارات. في ظل الأحمال الثقيلة ، يجب أن يكون فقد الطاقة صغيرًا حتى تعمل الدائرة بشكل موثوق. من أجل تحقيق هذا الهدف ، يمكن تحسين تصميم الدائرة تحت الحمل الثقيل ، ودمجها مع دبوس TMON للمراقبة الحرارية ، تم تصميم الحماية الحرارية المستقرة لتحقيق إدارة حرارية موثوقة ، بحيث لا يكون بالوعة الحرارة أو تبريد تدفق الهواء القسري مطلوبًا.
تعد الكفاءة العالية في الأحمال الخفيفة مهمة أيضًا للأنظمة التي تعمل بالبطارية لتمديد وقت التشغيل بين الشحنات. بالإضافة إلى ذلك ، يعد الاستهلاك المنخفض للطاقة عند إيقاف التشغيل هو المفتاح لتجنب التسرب في الأنظمة التي تعمل بالبطاريات. كما أن كفاءة الوزن عند الأحمال الثقيلة أو الخفيفة غالبًا ما تحد من أداء الحل العام لمصدر الطاقة.
يتميز منظم LTC3636 بتيار هادئ منخفض لتحقيق كفاءة عالية بجهد إخراج يصل إلى 5 فولت. يعمل البديل LT3636-1 على توسيع نطاق VOUT إلى 12 فولت. منظم باك هذا قادر على العمل من نطاق جهد دخل من 3.1 فولت إلى 20 فولت مع توصيل ما يصل إلى 6 أ من تيار الخرج لكل قناة. يوضح الشكل 3 حلاً عالي الكفاءة ، بينما يوضح الشكل 4 أن كفاءته المقاسة تظل عالية على نطاق التشغيل بأكمله.
الشكل 3. منظم باك ثنائي القناة عالي الكفاءة.
الشكل 4. منحنيات الكفاءة لـ VOUT = 5 V و 3.3 V.
الشكل 5.12 رسم تخطيطي لمنظم A / 0.85 V وتحميل عابر.
قابل للتكوين لمخرج أحادي ثنائي الطور حتى 12 أ
يتطلب انتشار الأنظمة الإلكترونية المتقدمة SoC و FPGA في تطبيقات السيارات والنقل والتطبيقات الصناعية مصادر طاقة عالية الأداء. تستمر متطلبات الطاقة الخاصة بشركات SoCs المتقدمة في الزيادة ، ويجب أن تستخدم الحلول القائمة على وحدات تحكم PWM التقليدية و MOSFET منظمات متجانسة من أجل حجم أصغر وقدرة تيار أعلى وكفاءة أعلى. تم تصميم LTC3636 لتلبية متطلبات الطاقة المتقدمة لشركة نفط الجنوب مع تلبية حجم حل شركة نفط الجنوب والقيود الحرارية. يوضح الشكل 5 أ مخططًا لمصدر طاقة متوازي ثنائي القناة ، يوفر ما يصل إلى 12 أ عند 0.85 فولت. عندما يكون VIN 3.3 فولت ، فإن أقصى كفاءة لحمل الإخراج 12 أمبير تكون 87٪. يظهر الحمل العابر في الشكل 5 ب. في هذا التصميم ، يتم توصيل دبابيس FB1 و FB2 معًا ، وكذلك دبابيس RUN1 و RUN2. يتم ربط دبابيس ITH1 و ITH2 معًا ويتم تعيين التعويض الخارجي لتقليل عدم التطابق الحالي والعبور في حالة مستقرة.
ختاماً
تتطلب التطبيقات الصناعية وتطبيقات السيارات مستويات أعلى من الذكاء والأتمتة ، فضلاً عن المزيد من قدرات الكشف ، مما يؤدي إلى انفجار في عدد الأنظمة الإلكترونية وزيادة الطلب على أداء الطاقة. يبسط LTC3636 تصميم النظام من خلال اثنين من قضبان الطاقة عالية الكفاءة ، كل منهما قادر على دعم ما يصل إلى 6 أمبير واستهلاك تيار احتياطي منخفض للغاية أثناء الإغلاق. يتوفر الطراز LTC3636 في حزمة QFN محسّنة حرارياً ذات 28 سنًا و 4 مم × 5 مم. تعمل الحماية المدمجة من درجة الحرارة الزائدة على تحسين الموثوقية. توفر الشريحة إدخال وضع يمكن اختياره بواسطة المستخدم والذي يسمح للمستخدم بمقايضة تموج الإخراج مقابل كفاءة الحمل الخفيف. يوفر Burst Mode® أعلى كفاءة في الأحمال الخفيفة ، بينما يوفر الوضع المستمر القسري أقل تموج للإخراج.
The Links: NL6448BC33-59D LM190E05-SL01