Alta tensione in alta efficienza, ora è possibile

Texas Instruments  ha presentato pochi giorni fa l‘UCC21520, il più veloce driver del gate isolato nel settore per applicazioni ad alta tensione.

Di fatto si possono ridurre le dimensioni complessive dell’applicazione finale, eliminando la necessità di cablaggi ingombranti. Vantaggi per meccanismi di ricarica rapida e funzionalità nel complesso. Insomma un’altra innovazione che di questa azienda che promette di bissare – anche se per usi diversi – il successo di quello che fu il gioco interattivo degli anni ‘80, prodotto sempre dalla stessa società: il Grillo Parlante.

Ne parliamo con  Miguel Aguirre, Product Line Director Texas Instruments.

La tecnologia UCC21520 è molto versatile e indicata per usi quali: low-side, high-side, high-side/low-side o half-bridge. Nel complesso su quali tipologie di impianti ritenete che avrete le performance più elevate?

Parliamo di un dispositivo versatile che può essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni. Dalla conversione di potenza AC/DC in applicazioni quali i sistemi aziendali, sistemi di inverter per l’energia rinnovabile, infrastruttura di alimentazione di telecomunicazione e applicazioni automotive.

Quando fate riferimento all’efficienza dell’impianto cosa intende? Mi può fare esempi di progetti?

Il prodotto offre un ottimo ritardo di propagazione ad alta velocità che consente ai progettisti di sistemi di ridurre al minimo i tempi morti, aumentando l’efficienza e riducendo il tempo di conduzione del diodo per il MOSFET. Ora i progettisti di sistemi possono ottimizzare i loro prodotti ed estrarre ogni possibile goccia dell’efficienza, come gate driver, di fatto non rappresenta più un elemento limitante.

Nel complesso pensa che i progettisti potranno apprezzare i punti di forza di questa tecnologia?

Assolutamente. I progettisti di sistemi si trovano davanti a una grande sfida: aumentare la densità di potenza e migliorare l’efficienza. Prendiamo come esempio i server. Pensate alla domanda di dati che vediamo oggi con tutti i dispositivi collegati in tutto il mondo. Questo aumento della domanda di dati aumenta di conseguenza la domanda di potenza di calcolo. Tale processo rende l’efficienza un fattore critico in queste applicazioni. Immaginate il valore che si può ottenere solo riducendo la potenza necessaria per utilizzare il data center?

Non solo il matching del ritardo di propagazione è eccellente, ma il nostro dispositivo soffre ritardi di propagazione estremamente veloci. A 19ns ora è possibile spingere sulle frequenze di commutazione e ridurre le dimensioni complessive dei loro magnetic. Questo permette a chi usa la nostra tecnologia di aumentare la densità di potenza, un grande valore per il fruitore  finale dello strumento.

Immaginate di poter dare maggiore potenza mantenendo la stessa struttura del vostro PCB. Un’opportunità che riteniamo sia molto sfidante e che garantisce una ottimizzazione delle prestazioni senza toccare la struttura.                                                                                                                                             

Oltre ai progressi in termini di efficienza grazie alla stretta corrispondenza del ritardo di propagazione, l’UCC21520 offre una capacità più elevata per questo tipo di categoria di prodotto. Il vantaggio per un progettista di sistema è il potersi avvalere di un design robusto, che facilita la durata dei dispositivi alle dure condizioni a cui sono esposti nelle applicazioni. 

Come siete arrivati a migliorare le performance?

Abbiamo lavorato con molto impegno per adattare il nostro sistema alle capacità del processo per raggiungere queste prestazioni notevoli. Il team ha sperimentato diversi tipi di topologie e tecniche per cercare la soluzione che offrisse i ritardi di propagazione più veloci, corrispondenza eccellente nel ritardo channel-to-channel, grande CMTI (Common Mode Transient Immunity) e la capacità di gestione dei picchi più alti.

Quali obiettivi vi eravate dati e che studi sono stati necessari?

L’obiettivo era quello di mettere a disposizione del mercato un più veloce e robusto gate-driver isolato. Al fine di raggiungere questo risultato, abbiamo dovuto condurre diverse sperimentazioni con tipologie differenti di tecniche di sistema e cercare il miglior circuito che ci consentisse di raggiungere il livello di velocità e robustezza a cui stavamo puntando.

Quali sono le prossime sfide di ricerca e sviluppo?

Non posso commentare sui piani futuri per questo segmento di business. Posso solo dire che siamo impegnati a fornire ai nostri clienti gate driver che possano risolvere il maggior numero di problematiche continuando a costruire sulla piattaforma che abbiamo sviluppato sul prodotto UCC21520.