Integrati di potenza: un mercato in crescita

Dalla rivista:
EONews

 
Pubblicato il 28 giugno 2002

Secondo VDC, specializzata in ricerche di mercato nel campo dei semiconduttori, il mercato globale degli integrati per alimentazione e gestione della potenza ha raggiunto nel 2000 circa 5,2 miliardi di dollari. La crescita dovrebbe continuare fino al 2005. L’anno peggiore, afferma un rapporto recentemente pubblicato dalla società, è stato il 2001: dal 1998 al 2001 il mercato mondiale è cresciuto a un tasso annuo vicino al 30%, mentre le consegne fatturate del 2001 hanno visto una contrazione del 19% in valore. Nello stesso anno, i prezzi di vendita medi sono scesi del 14%, parallelamente alla riduzione degli inventari eseguita da fornitori, distributori e OEM. In termini di unità vendute, il declino è stato invece più contenuto, intorno al 5%. VDC afferma che il mercato globale degli integrati per alimentazione e gestione della potenza non ritornerà ai valori di fatturato del 2001 prima del 2004. I fatturati trimestrali potranno raggiungere i livelli del 2001 solo nel terzo o quarto trimestre del 2003. Come sempre accade nei periodi di rallentamento del mercato, i fornitori cercano di difendersi puntando su nuovi dispositivi e sullo sviluppo di nuove (o rinnovate) tecnologie. Vediamo qualche esempio.

Controllori per applicazioni ‘Hot Plug’

Intersil ha introdotto due controllori di potenza a terminale singolo (single rail) di tipo ‘hot swap’. I nuovi integrati, identificati dalle sigle HIP1015 e HIP1016, semplificano le operazioni di sostituzione e di inserimento ‘a caldo’ (hot swap) delle periferiche in sistemi mission critical che devono garantire la massima disponibilità, come ad esempio file server e reti di computer. Il controllo dell’alimentazione durante le operazioni di hot swap è un compito molto delicato. Per esempio, nel corso dell’inserzione di una periferica, il carico capacitivo potrebbe dar luogo a una corrente di spunto di notevole intensità, che potrebbe a sua volta provocare malfunzionamenti dell’alimentatore o, nei casi più gravi, danneggiare l’intero sistema. Grazie agli HIP1015 e HIP1016 è possibile aumentare in maniera significativa la disponibilità di un sistema e la sua affidabilità, eliminando virtualmente i tempi di fermo imputabili a guasti dei componenti. L’HIP1015 dispone di una pompa di carica integrata che consente il controllo di bus che operano fino a +12 V tramite un Mosfet a canale N esterno. L’HIP1016 può essere impiegato per controllare tensioni positive o negative di valore più elevato in configurazione di controllore ‘low side’. Entrambi gli integrati dispongono di funzioni di rilevamento della sovracorrente programmabile e regolazione della limitazione di corrente per consentire l’esecuzione di operazioni di arresto (latch off) e di soft start. L’HIP1015 è destinato ad applicazioni dove sono presenti bus a +12 V, mentre l’HIP1016 può essere utilizzato in applicazioni dove sono in gioco tensioni di + 5 V. Tutte e due gli integrati possono eseguire il monitoraggio di sottotensioni e dispongono di funzioni di reporting: la soglia limite è impostata a un valore che è all’incirca inferiore del 17% rispetto ai valori nominali (+ 5 e +12 V). Controllo della distribuzione della potenza, circuiti e componenti hot plug, commutazione ‘high side’ di basse tensioni ( + 15 V) sono alcune delle applicazioni tipiche dei due dispositivi, entrambi disponibili in package Soic a 8 pin.

Driver per Information Appliance

Intersil ha altresì ampliato la propria famiglia di Mosfet driver duali. Utilizzato insieme ai controllori PWM (Pulse Width Modulator), il nuovo HIP6602 è una soluzione completa per la regolazione della tensione del core degli odierni microprocessori, proteggendoli da fenomeni di sovra e sotto tensione. Il dispositivo è stato espressamente progettato per migliorare efficienza e affidabilità degli alimentatori che vengono utilizzati nei PC, nei server e in numerosi altri dispositivi integrati di comunicazione. L’HIP6602 integra due driver in un singolo package. Essendo in grado di pilotare entrambi i gate (superiore e inferiore) nell’intervallo di tensione compreso tra 5 e 12 V, esso permette di ottimizzare la progettazione di alimentatori dove è indispensabile ricercare il migliore compromesso tra perdite di commutazione e perdite di conduzione. I driver di uscita dell’HIP6602 sono in grado di eseguire la commutazione dei Mosfet di potenza a frequenze fino a 2 MHz. Grazie al dispositivo è possibile ridurre la complessità del design e utilizzare Mosfet a canale N a basso costo ed elevate prestazioni. L’HIP6602 è il circuito di pilotaggio del gate che rappresenta il complemento ideale dei controllori PWM di tipo buck multifase della serie HIP6300. La topologia di tipo multifase è ideale per convertitori c.c./c.c. di elevata potenza e permette l’impiego di transistor a basso costo e di dimensioni contenute e di un numero inferiore di condensatori di ingresso e di uscita. Grazie ai miglioramenti apportati al sistema di alimentazione complessivo risulta possibile utilizzare questi dispositivi anche in tutte quelle applicazioni dove è previsto il controllo PWM a fase singola. HIP6602 è disponibile in package Soic a 14 pin.
L’offerta di Intersil nel campo della potenza è completata dalla linea di UltraFET a canale N da 30 V, componenti ottimizzati per quel che riguarda le perdite di commutazione e di conduzione. I nuovi Mosfet Hexfet di potenza firmati International Rectifier migliorano del 3% il rendimento dei convertitori c.c./c.c.. Si tratta di una soluzione particolarmente adatta per alimentare i processori da oltre 1 GHz, nonché per le apparecchiature a banda larga di nuova generazione. I nuovi dispositivi denominati IRF7811W e IRF7822 aumentano il rendimento dei convertitori c.c./c.c., isolati e non isolati (buck). Entrambi i prodotti sono il risultato di un nuovo processo tecnologico, denominato stripe trench, che fa seguito all’introduzione dei dispositivi planari avanzati della serie benchmark.

Integrati per l’industria automotive

Da parte loro, STMicroelectronics e Delphi Automotive Systems, specializzata nella produzione di sistemi e componenti per auto, hanno annunciato l’intenzione di avviare una cooperazione finalizzata alla progettazione e sviluppo di nuovi integrati di potenza intelligente per applicazioni nel settore automotive. I dispositivi frutto dello sviluppo congiunto verranno prodotti utilizzando l’avanzato processo BCD di STMicroelectronics, che integra circuiti bipolari per funzioni analogiche di precisione, circuiti Cmos per logica ad alta densità e circuiti Dmos per i dispositivi di potenza in un unico integrato monolitico. Gli integrati di potenza intelligenti sono componenti chiave dei futuri sistemi dell’auto perché rappresentano l’interfaccia tra i delicati processori e l’hardware del mondo reale: motori, solenoidi, fari e altoparlanti.

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