Tradicionalmente, los diseños de fuentes de alimentación han involucrado componentes discretos, desde circuitos integrados de controladores hasta controladores, MOSFET y todo lo demás. Los requisitos de próxima generación para plataformas de aplicaciones de alto rendimiento plantean desafíos importantes para los ingenieros de energía. El mercado de gama alta tiene demandas muy altas de densidad de potencia mejorada y alta eficiencia, mientras que en el mercado de gama baja los requisitos están impulsados principalmente por el bajo costo, el tamaño pequeño y la eficiencia de carga ligera.
Tradicionalmente, los diseños de fuentes de alimentación han involucrado componentes discretos, desde circuitos integrados de controladores hasta controladores, MOSFET y todo lo demás. Los requisitos de próxima generación para plataformas de aplicaciones de alto rendimiento plantean desafíos importantes para los ingenieros de energía. El mercado de gama alta tiene demandas muy altas de densidad de potencia mejorada y alta eficiencia, mientras que en el mercado de gama baja los requisitos están impulsados principalmente por el bajo costo, el tamaño pequeño y la eficiencia de carga ligera.
Se ha realizado un gran esfuerzo en enfoques de control avanzados. Más recientemente, el enfoque se ha desplazado hacia el comportamiento de alta frecuencia después de agotar la región de control. Es bien sabido en la industria que el principal factor limitante es el componente semiconductor. Recientes avances exclusivos en la tecnología MOSFET han brindado avances en la operación de alta frecuencia al mismo tiempo que mantienen ganancias en eficiencia. Velocidades de conmutación más rápidas significan que se pueden usar inductancias y capacitancias más pequeñas. El efecto directo es una reducción en el costo y el espacio requerido en la placa. Sin embargo, las soluciones tradicionales de energía discreta alcanzan limitaciones fundamentales debido a las resistencias e inductancias parásitas asociadas con el empaque del dispositivo, las interconexiones y el diseño de la placa PCB (Figura 1). Por lo tanto, los aumentos adicionales en la frecuencia de conmutación requieren técnicas de integración de dispositivos y empaquetado a nivel de sistema.
Entre varias tecnologías de integración, los MCM (Módulos Multi-Chip) se destacan por su simplicidad y rentabilidad en la conversión de energía de alta frecuencia. Los productos GENIII DrMOS de Fairchild (FDMF68xx) adoptan un enfoque MCM que integra MOSFET de lado alto y bajo y controladores MOSFET en un paquete QFN de 6 mm x 6 mm para aplicaciones reductoras multifásicas (Figura 2).
Para satisfacer las necesidades de los clientes de aplicaciones monofásicas de punto de carga, Fairchild también ha desarrollado la familia TinyBuckIII (FAN23xx), que integra un controlador, un controlador y un MOSFET en un paquete PQFN de 5 mm x 5 mm (Figura 3).
Los productos DrMOS y TinyBuck® utilizan el dispositivo patentado de Fairchild y la tecnología de empaquetado para brindar ventajas convincentes sobre las soluciones discretas.
- Tamaño compacto. Este es el resultado de los ahorros en la cantidad de paquetes de componentes e interconexiones de placas de circuito impreso.
- Operación de alta frecuencia. Los parásitos reducidos permiten un encendido y apagado MOSFET más rápido y un timbre de conmutación reducido.
- Pequeña huella global de la solución. A frecuencias más altas, se puede usar un filtro externo más pequeño. Como beneficio adicional, también puede reducir el costo total de la lista de materiales.
- La eficiencia aumenta a la misma frecuencia. Los parásitos reducidos mejoran las pérdidas de conmutación asociadas con el tiempo de encendido y apagado de MOSFET. El timbre de conmutación bajo también reduce la ESR del condensador de entrada, las pérdidas de cobre de PCB y las pérdidas asociadas con la conmutación MOSFET.
- Funciones avanzadas simplificadas. La interoperabilidad con varios componentes dentro de un solo paquete brinda la capacidad de implementar tiempo muerto agresivo, detección de corriente y otras características únicas.
- Facilidad de diseño y menor tiempo de comercialización.
Ahora, en lugar de preocuparse por los diseños de fuentes de alimentación de próxima generación, los ingenieros de energía pueden disfrutar de su tiempo de trabajo con los productos DrMOS y TinyBuck® de Fairchild.