Il mercato dei veicoli elettrici è in crescita e la maggiore diffusione delle stazioni di ricarica contribuisce a ridurre le emissioni, promuovendo l'adozione dei veicoli elettrici rispetto a quelli tradizionali. Con i continui progressi nei sistemi di ricarica per veicoli elettrici, che affrontano fattori come la potenza, le dimensioni e il prezzo, si risolve progressivamente il problema dell'ansia da autonomia per i proprietari.
Livello di potenza e densità di potenza superiori
I progressi in termini di livelli e densità di potenza permettono ai caricatori DC di ridurre i tempi di ricarica e migliorare l'efficienza aumentando i livelli di tensione. Le tecnologie SiC hanno un ruolo fondamentale a supporto di queste tendenze, mentre i moduli integrati di alimentazione (PIM) offrono vantaggi in termini di compattezza, gestione termica superiore, affidabilità e producibilità. Le frequenze di commutazione più elevate con WBG permettono di realizzare sistemi più compatti e leggeri.
Panoramica delle topologie per gli stadi DC-DC e PFC trifase
Per gli stadi DC-DC e PFC trifase vengono utilizzate varie topologie. Tra le topologie PFC comuni troviamo la configurazione unidirezionale a tre interruttori Vienna, NPC, A-NPC, T-NPC e la configurazione bidirezionale a sei interruttori. Per gli stadi DC-DC vengono comunemente utilizzate le architetture a ponte intero, LLC con sfasamento e DAB (Dual Active Bridge). Queste architetture prevedono sistemi a due e tre livelli, che richiedono interruttori e diodi di potenza con tensioni nominali di 600-650 V o 900-1.200 V. La preferenza ricade sempre più spesso sui moduli di alimentazione basati su SiC, mentre le soluzioni IGBT o ibride rappresentano delle alternative.
Moduli integrati di alimentazione (PIM) SiC ottimizzati per la ricarica rapida di veicoli elettrici DC
È in fase di lancio una nuova famiglia di PIM pronti all'uso per la ricarica rapida di veicoli elettrici DC con tensioni di scarica nominali SiC da 1.200 V e 900 V. Sono disponibili topologie a semiponte e a ponte intero in package F1 e F2 che presentano una RDSon bassissima (6-40 mΩ), prestazioni termiche superiori e un'affidabilità eccellente grazie alla struttura di terminazione SiC brevettata sviluppata da onsemi. Inoltre, è possibile adottare configurazioni alternative per requisiti di progetto specifici.
Comunicazioni cablate e wireless
Le opzioni di connettività per la sincronizzazione della ricarica tra il caricatore e il veicolo sono determinate da protocolli stabiliti. Lo standard CHAdeMO utilizza CAN, mentre il CCS utilizza PLC come bus, in particolare HomePlug Green PHY con controller dedicati. Ulteriori metodi di comunicazione all'interno dello stadio di potenza, come CAN, PLC o RS485, sono a discrezione dell'OEM, mentre le opzioni di connettività esterna includono BLE, Wifi4/6, LTE e RF, ad eccezione di HomePlug Green PHY.
Integrazione di sistemi di accumulo dell'energia (ESS) ed energia solare
L'integrazione di sistemi di accumulo dell'energia (ESS) e l'utilizzo dell'energia solare migliorano le prestazioni delle stazioni di ricarica rapida e ultrarapida. Queste stazioni possono incorporare sistemi di accumulo per sfruttare l'energia solare o al di fuori degli orari di punta, ottimizzando così il tempo di funzionamento. In scenari di questo tipo, i convertitori DC-DC possono connettersi a un bus ad alta tensione per caricare i veicoli elettrici in modo efficiente.
Settore: infrastrutture energetiche - Caricatore per veicoli elettrici CC
Applicazioni:
- Wallbox DC (20 kW - 30 kW)
- Caricatori rapidi DC (50 kW - 150 kW)
- Caricatori ultrarapidi DC (150 kW - oltre 400 kW)
NCP12711 è un controller PWM a frequenza fissa con modalità a corrente di picco che offre tutte le funzioni necessarie per implementare topologie di convertitori di potenza single-ended. Il dispositivo funziona da 4 V a 45 V senza avvolgimento ausiliario e all'interno delle relative capacità termiche. Il controller contiene un oscillatore programmabile in grado di funzionare da 100 kHz a 1 MHz e integra la compensazione della pendenza per evitare le oscillazioni subarmoniche. Il controller include un soft-start programmabile, protezione UVLO della tensione d'ingresso e un circuito di protezione da sovraccarico (OPP) che limita la capacità di alimentazione totale del circuito all'aumentare della tensione d'ingresso.
Caratteristiche
- Ampio intervallo di ingresso da 4 V a 45 V
- Da 100 kHz a 1 MHz
- Gate driver source-sink da 1 A
- Interfaccia di guasto OVP di uscita
Vantaggi
- Limita la capacità di alimentazione totale
- Fornisce protezione termica
- Migliora la firma EMI
- Nessuna necessità di avvolgimento ausiliario
- Per PSR e convertitori DC-DC non isolati
Mercato e applicazioni principali
- Convertitori flyback e forward single-ended per veicoli elettrici
- Controller DC/DC con ingresso a 4-45 V per alimentazione ausiliaria
NCV7755 è un driver integrato di tipo automobilistico con otto interruttori high-side. Il dispositivo fornisce capacità del drive fino a 700 mA per canale ed è protetto da condizioni di sovraccarico e sovratemperatura. Il controllo di uscita e la segnalazione diagnostica avvengono tramite SPI. Inoltre, i pin INx possono essere mappati su una qualsiasi delle uscite per il pilotaggio diretto.
Caratteristiche
- Canale ottale controllato tramite SPI o pin di pilotaggio
- Modalità di ritorno assistito con ripetizione automatica su due uscite
- Due generatori PWM interni indipendenti per l'azionamento dei LED
- Monitoraggio dell'alimentazione
- Protezioni
- Sovracorrente
- Carico aperto
- Polarità inversa
- Perdita di massa
Vantaggi
- Diagnostica via SPI
- Consente il funzionamento fino a Vs=3V in condizioni di avviamento
- Modalità di spunto lampadina
- Collegamento in parallelo di due uscite
- Modalità di sospensione per un minore consumo di corrente
Mercato e applicazioni principali
- Unità di controllo della carrozzeria automobilistica
- Azionamento relè
- Azionamento lampadina
- Azionamento LED
NCV84120 è un driver laterale alto a canale singolo completamente protetto che può essere utilizzato per commutare un'ampia varietà di carichi, come lampadine, solenoidi e altri attuatori. Il dispositivo incorpora funzioni di protezione avanzate come la gestione attiva della corrente di spunto, lo spegnimento per sovratemperatura con riavvio automatico e un morsetto attivo per la sovratensione. Un pin di rilevamento di corrente dedicato fornisce un monitoraggio analogico di precisione della corrente di uscita e un'indicazione di guasto in caso di cortocircuito verso VD, cortocircuito verso terra e rilevamento del carico aperto in stato di OFF. Un pin attivo di abilitazione del rilevamento di corrente elevata consente di abilitare tutte le funzioni di diagnostica e di rilevamento di corrente.
Caratteristiche
- 41 V, RDSon 120 mΩ, IO tipico 18 A
- Bassa corrente di riposo
- Gestione della corrente di spunto
- Spegnimento termico con riavvio automatico
- Morsetti integrati per la protezione da sovratensione e la commutazione del carico induttivo
- Protezione da sovracorrente
- Rilevamento di corrente analogico
- Funzioni di diagnostica
Vantaggi
- Maggiore affidabilità e prevenzione dei danni
- Cortocircuito verso VD, cortocircuito verso GND e carico aperto in stato di OFF
- Limitazione della corrente in condizioni di cortocircuito
- Monitoraggio di precisione della corrente
Mercato e applicazioni principali
- Driver per motore
- Driver per relè e sostituzione relè
- Illuminazione solenoidi e valvole
- Modulo di controllo corpo
- Scatole di giunzione intelligenti
- Modulo di controllo porta
Il dispositivo NCP731 si basa su una combinazione unica di caratteristiche: rumore molto basso, bassa corrente di riposo, risposta rapida ai transienti e gamme di tensione d'ingresso e d'uscita elevate. Il regolatore LDO NCP731 è progettato per una tensione d'ingresso fino a 38 V e una corrente d'uscita di 150 mA. La bassissima rumorosità (8 µVRMS) lo rende particolarmente adatto alle applicazioni in cui avere linee di tensione pulite è fondamentale per le prestazioni del sistema (amplificatori operazionali di potenza, convertitori da analogico a digitale/da digitale ad analogico e altri circuiti analogici di precisione). Il dispositivo (versione B) implementa un circuito power good (PG) che indica che la tensione d'uscita è in regolazione. Questo segnale potrebbe essere utilizzato per il sequenziamento dell'alimentazione o come ripristino del microcontroller. Le protezioni interne da cortocircuito e sovratemperatura proteggono il dispositivo da condizioni di sovraccarico.
Caratteristiche
- Gamma di tensione d'ingresso operativa: da 2,7 V a 38 V
- Gamma regolabile di tensioni d'uscita: da 1,2 V a 35 V
- Rumore molto basso: 8 µVRMS (da 10 Hz a 100 kHz)
- Bassa corrente di riposo: 48 µA tipica
- Dropout basso: 230 mV tipico a 150 mA
- Accuratezza della tensione d'uscita: ±0,6%
- Uscita power good con ritardo programmabile (versione B)
- Stabile con piccoli condensatori in ceramica da 1 µF
- Pin di ingresso soft-start
Applicazioni
- Linee di alimentazione per OpAmp, ADC, DAC
- Linee di alimentazione per circuiti analogici di precisione
- Linee di alimentazione per circuiti audio
- Regolazione del convertitore post DC-DC
- Filtro ripple
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NCIV9311 è un isolante digitale a tre canali bidirezionale ad alta velocità, isolato galvanicamente, con abilitazione dell'uscita. Il dispositivo supporta comunicazioni isolate tra i sistemi senza condurre loop di massa o tensioni pericolose. Utilizza la tecnologia per l'isolamento dei condensatori galvanici off-chip in ceramica e un design di circuito integrato ottimizzato per ottenere un grado elevato di isolamento e immunità ai disturbi, reiezione elevata in modalità comune e specifiche di reiezione dell'alimentazione. Lo spesso substrato ceramico produce condensatori con circa 25 volte lo spessore del dielettrico rispetto ad altre tecnologie. Il risultato è una combinazione dei vantaggi in termini di prestazioni elettriche offerti dagli isolanti digitali con l'affidabilità in termini di sicurezza di una barriera isolante di spessore > 0,5 mm, simile a quella storicamente offerta dagli optoaccoppiatori.
Caratteristiche
- Isolamento dei condensatori in ceramica (spessore > 400 µm)
- Rate dati: fino a 15 Mbps
- Bidirezionale multicanale
- Ritardo di propagazione: 16 ns tipico a 5 V; distorsione dell'impulso: 3 ns tipica
- Full duplex
- Tensione d'isolamento: > 5 kV(rms), 1 minuto
- Indice di inseguimento comparativo (CTI) > 600
- Certificazione AEC-Q101
- Package corpo SO-16
Vantaggi
- CMTI > 100 kV/µs (150 kV/µs tipico)
- Dispersione e dissipazione > 8 mm
- Conforme a EN60950 > 0,4 mm DTI ric.
- Stato di doppia protezione per UL1577; migliore affidabilità a lungo termine (500+ ore su 5,5 kVACrms sostenuti)
- Mbps e 25 Mbps
Mercato e applicazioni principali
- Automobilistico/Industriale
- Control PWM (controllo isolato per gate driver non isolato)
- Comunicazioni digitali
- Isolamento del caricabatterie a bordo (comm./diagnostica)
PIM
MOSFET SiC
Diodo SiC
IGBT
Gate driver