Amber Semiconductor (AmberSemi), egy fabless félvezetőgyártó, azáltal, hogy létrehozott egy innovatív architektúrát az offline AC/DC átalakító megoldásokhoz, megfelel a széles körű globális piacok igényeinek. Ez a technológia, melyet AC Direct DC Enabler-nek (vagy Enabler-nek) neveznek, közvetlenül kinyeri a DC áramot az AC hálózatról, ezzel megszüntetve a feszültségkiegyenlítő hidakat, transzformátorokat és nagyfeszültségű töltőkondenzátorokat.
Ellentétben a hagyományos áramellátási megoldásokkal, az Enabler kevesebb külső összetevőt igényel. Emellett lehetőséget nyújt a termékjellemzők kibővítésére és/vagy jelentősen csökkentheti a termék alakját.
Az AmberSemi technológiájának áttekintése
Az Enabler lényegében egy szilárdtest-szilíciumon alapuló technológia, amely képes helyettesíteni a hagyományos elektromechanikus komponensek működését. Ez viszont megnövekedett funkciópotenciálhoz, nagyobb működési rugalmassághoz, kompaktabb fizikai lábnyomhoz és a szilárdtestalapú architektúrának tulajdonítható fokozott megbízhatósághoz vezet.
Az áramellátás elektronikájának világában általánosan elfogadott az a paradigmaváltás, hogy az átadott teljesítmény növekedése megnöveli az áramkör méretét, ami magasabb költségeket és mérnöki problémákat eredményez. Az AmberSemi által kifejlesztett elektromosság digitális vezérlése, amelyet egy félvezető IC eszközbe integráltak, jelentős architekturális fejlesztést jelent az áramellátási technológiában az elektromos termékek palettáján, és lehetővé teszi az áramellátási tervek kompaktabbá és dinamikusabbá történő kialakítását.
Továbbá az Enabler ezeket a funkciókat biztosítja anélkül, hogy az alapvető formafaktortól eltérnének a végtermékek. A rendszer kisebb lábnyoma lehetővé teszi több funkcionalitás becsomagolását ugyanannyi helyre, ami költségmegtakarítást és egyéb előnyöket eredményez.
Az AmberSemi AC Direct DC Enabler IC-jei a legmagasabb teljesítményű sűrűséget kínálják a kategóriájukban, 5 W-t per 0,21 in.3 (1,47 cm3), ami a piacon a legtérhatékonyabb lehetőséget jelenti. Ennek eredményeként a szilárdtestes tervezésű teljesítmény sűrűsége nő, különösen vonzóvá téve az olyan alkalmazásokban, ahol korlátozott a tér, például hordozható eszközök, biztosítékdobozok, áramelosztó egységek és elektromos és hagyományos gázüzemű autók esetén.
Emellett az AC Direct DC Enabler IC beépített Soros Perifériás Interface (SPI) lehetővé teszi a belső programozható regiszterek elérését, kibővítve az IC képességeit és konfigurálhatóságát. Ha egy feldolgozó egységgel, például egy mikrovezérlővel kombinálják, ez a típusú áramellátási megoldás intelligens áramellátási megoldássá válik, amely valós idejű jelentést nyújt számos belső tevékenységről.
A hagyományos technológián alapuló és az AmberSemi szilárdtest technológiájára épülő tápegység méretének összehasonlítása látható az 1. ábrán. Az új technológia lehetővé teszi a teljesítménysűrűség, a PCB-n elfoglalt terület és az össztérfogat javítását.
Power Electronics NewsAz AC Direct DC Enabler termékcsalád két sorozatból áll, amelyek széles körű alkalmazásokat támogatnak:
- Az Enabler-FX sorozat a rendszerek tervezőinek a legnagyobb rugalmasságot biztosítja. A külső teljesítményű MOSFET-ek felhasználásával az Enabler-FX lehetővé teszi a tervezők számára, hogy optimalizálják a készüléket költség, hely, teljesítmény és megbízhatóság szempontjából. Az eszköz belső kompenzációs hálózata, minimális külső topológiája és működési konfigurálhatósága mind hozzájárulnak egy egyszerűsített rendszertervezéshez, amely csökkenti az összetevők teljes számát és a rendszer méretét.
- A legnagyobb helymegtakarítás érdekében az integrált Enabler-SX biztosítja a legkompaktabb tervezési megoldást. A teljesítményű MOSFET-ek integrálódnak az Enabler-SX-be, hogy egyetlen, rendkívül kompakt LGA csomagban teljesen integrált AC-DC átalakítót hozzon létre. Az Enabler-SX kínálja a legkompaktabb teljesítményátviteli megoldást a szakmában, lehetővé téve a rendszermérnökök számára, hogy több funkciót építsenek be kisebb formafaktorokba a következő generációs internet of things, mesterséges intelligencia és ipari IoT rendszerek számára.
Az AmberSemi technológiájának előnyei
Az AmberSemi AC Direct DC Enabler technológiája több kulcsfontosságú előnyt is nyújt a kisebb lábnyom, magasabb teljesítménysűrűség és konfigurálhatóság mellett, az SPI interfészen keresztül, mint például a megbízhatóság, a skálázhatóság és a kimeneti teljesítmény dinamikus vezérlése.
Megbízhatóság
A szilárdtestes architektúra segítségével a hagyományos megoldásokhoz képest a teljesítményelektronikai vállalatok magasabb megbízhatósági és hosszú élettartamú szinteket érhetnek el. A kisebb feszültségű kondenzátorok alkalmazásával a hagyományos rendszerekhez képest az AC Direct DC Enabler architektúrája kompatibilis a kerámia-, polimer- és elektrolit kondenzátorokkal.
Ezenkívül a jelentősen csökkentett alkatrészszám hozzájárul a fenntarthatóság és megbízhatóság javításához. Az AC Direct DC Enabler IC-k használatával a standard tápegységek, amelyekhez kilowattóránként akár 50% -kal több alkatrész szükséges, csökkentik a hő- és elektromos terhelést a kritikus alkatrészekre, így hatékony hőelvezetést tesznek lehetővé, és csökkentik az alkatrészhiba kialakulásának valószínűségét, amelyet a túlmelegedés okoz. Emellett lehetővé teszi a kerámia kondenzátorok használatát az elektrolitok helyett olyan helyzetekben, ahol maximális megbízhatóságra van szükség, például kapcsolóüzemű tápegységek működésekor.
Skálázhatóság
A szilárdtestes architektúra és a digitális elektromos vezérlés integrálása fokozott alkalmazkodóképességet és bővíthetőséget biztosít a hagyományos áramellátási elektronika megoldásokkal szemben. Az AC Direct DC Enabler IC-k rendelkeznek egy kiterjedt bemeneti feszültségtartománnyal, 24-277 VAC, ami lehetővé teszi egyetlen tervezés használatát egy nagy termékkínálatú globális portfólióban. Az AmberSemi technológiájának bemeneti feszültségfüggetlensége további előnyt jelent majd a termékek ipari alkalmazásokban történő használatában, ahol a hagyományos termékek nehézségekbe ütköznek magasabb feszültségek esetén, a jövőbeli tervezések során.
A skálázhatóságot és a rendszer bővíthetőségét az chip zökkenőmentes integrálása biztosítja a széles körű moduláris és generikus tervezési architektúrákba, amely lehetővé teszi az architektúra dinamikusabbá tételét és a nagyobb teljesítménykapacitás kihasználását. Ezen funkcionalitás kihasználásával a tervezőmérnökök olyan megoldásokat alakíthatnak ki, amelyek rugalmasan reagálnak a változó teljesítményigényekre, lehetővé téve az egész terméksorok készletmennyiségeinek csökkentését és a rendszerarchitektúrák módosítását.
A teljesítmény dinamikus irányítása
Az AC Direct DC Enabler IC-k jelentősen dinamikusabbak, mint a hagyományos megoldások, a digitális elektromos vezérlésnek köszönhetően. Ez a megoldás lehetővé teszi az áram dinamikus irányítását szoftver segítségével. Ennek elérése érdekében konfigurálható kimeneti feszültségtartományokat és automatikus módváltást tesz lehetővé, amely végül optimalizálja az összes teljesítmény kimenet hatékonyságát.
Az energiamodul gyártók aktív szerepet játszhatnak a fenntarthatóbb energiakörnyezet felé való átmenetben a szilárdtestes félvezető architektúra alkalmazásával. Ez a előny a megnövelt tartósságnak és a csökkentett alkatrészszámnak köszönhető, ami megszünteti a pótalkatrészek szükségességét.
Konfigurálhatóság
Az eszközbe integrált SPI interfész lehetővé teszi a tervezők számára a teljesítmény-átalakítási paraméterek konfigurálását és védelmi célokra eseményküszöbök beállítását. Egy feldolgozó egységgel integrálva ez az eszköz intelligens áramellátási megoldást hoz létre, amely lehetővé teszi valós idejű jelentést a különböző belső műveletekről, beleértve az riasztási eseményfigyelést és a részrendszer-terhelés adatrögzítést.
Alkalmazások
Az AC Direct DC Enabler rendkívül kompatibilis számos elektromos termékkel, mint például az ajtócsengő kamerák, termosztátok, okos termékek, háztartási gépek, intelligens HVACR és még sok más. Ez az innovatív technológia gyakorlatilag bármilyen elektronikai eszközre alkalmazható, amely egyenáramú tápellátáson működik, és váltóárammal van ellátva. Ezenkívül ez a technológia integrálható kritikus félvezető komponensekkel, mint például vezeték nélküli adók és mikrovezérlők, hogy egyedi AC Direct félvezető rendszereket hozzon létre. Ezek a rendszerek tápellátást biztosítanának mind a háztartási funkciókhoz, mind az külső érzékelőkhöz egyetlen AC Direct rendszerből.
Az Enabler-FX és Enabler-SC sorozat fő alkalmazásai, amelyekben használhatók, láthatóak a 2. ábrán.
