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POWER 10 - MARZO 2016 XIV
Power
cessitano di basse tensioni di 3.3V e inferiori. Come vi-
sto, i convertitori DC/DC sono utilizzati per vari scopi,
come ad esempio trasformare la tensione da 24 VDC
a 5 VDC o 3.3 VDC per microprocessori, stabilizzare
le fluttuazioni di tensione e isolare la circuiteria. Le
possibili applicazioni sono innumerevoli e per questo
motivo è molto ampia anche la gamma di convertitori
DC/DC che si trova in commercio. A seconda del de-
sign richiesto, le specifiche tecniche e la funzione pre-
vista, può fornire uno dei suoi convertitori, di
cui un esempio è la serie TVN 5WI a ultra rumore 5W,
conforme alla EN 55022 di classe B con applicazioni
in circuiti audio, test e rilevamento. Le caratteristiche
standard includono On/Off a distanza e protezione
contro le sovratensioni. LT8471 di
invece, è un convertitore DC/DC-PWM dual a 2A, 50V
e un interruttore aggiuntivo 500 mA per facilitare
lo step-down e la conversione invertente. Un canale
può essere configurato in modo indipendente come
buck, boost, SEPIC o flyback. I convertitori DC-DC
TPS54361/TPS54561 di sono costi-
tuiti da un regolatore step-down da 60V, 3.5A o 5A, con
MOSFET integrato; la frequenza di commutazione è
regolabile da 100 kHz a 2.5 MHz con corrente di ripo-
so operativa da 152 µA e corrente di arresto da 2 µA.
NXP Semiconductors è uno dei tanti protagonisti del
mercato nella progettazione e sviluppo di MOSFET da
utilizzare nei suoi convertitori DC-DC, quale la serie
DC6M4, che combina i vantaggi di un convertitore
buck ad alta frequenza con elevate prestazioni e pic-
cole dimensioni del package (1,0 x 1,4 millimetri). La
frequenza di commutazione di 6 MHz consente di uti-
lizzare induttori piccoli di 470 nH risparmiando spa-
zio sulla scheda. Un altro vantaggio fondamentale è
l’ultra-basso ripple della tensione di uscita di soli 7 mV
(tip). Un’altra azienda rilevante nel campo dei conver-
titori DC-DC è che ultimamente ha introdotto
nuovi convertitori DC-DC isolati, basati sulla tecnolo-
gia ChiP (Converter housed in Package). Con un livel-
lo di densità di potenza doppio rispetto ai convertitori
DC-DC tradizionali, i nuovi moduli spaziano da 12 a
420V in ingresso e da 12 a 55V in uscita.
Le tendenze nella progettazione
La tendenza verso dispositivi indossabili richiederà
convertitori DC-DC caratterizzati da alta efficienza di
conversione, bassa rumorosità e, soprattutto, da uno
spazio minimo. Tuttavia, per ogni progetto che integra
più componenti il calore diventa un problema più si-
gnificativo. Così i progettisti devono trovare modi per
migliorare l’efficienza e gestire la dissipazione del ca-
lore. Materiali avanzati, come il silicio-carburo (SiC) e
Il mercato dei convertitori DC-DC è un settore importante per
i produttori di circuiti integrati di gestione dell’alimentazio-
ne (Fig. 1R). Guidato dalle applicazioni tradizionali, tra cui le
comunicazioni, computer e consumer, il mercato mondiale
è destinato a crescere di circa 50 miliardi di unità nel 2018,
con un CAGR del 10,3%, secondo il report di mercato di
. L’aggiunta di nuove architetture, fattori di forma
più piccoli e una migliore gestione della potenza dovrebbe-
ro creare nuove opportunità di design. Guidato dal mercato
dei tablet, il segmento di mercato dei computer è progettato
per essere il mercato dominante e in più rapida crescita che
costituisce oltre 98,0% delle unità. L’emergere delle architet-
ture Centralized Control Architecture (CCA) e Dynamic Bus
Architecture (DBA) ha incrementato notevolmente il mer-
cato dei convertitori per soddisfare le esigenze di maggior
efficienza dei clienti. La tecnologia di alimentazione digitale
è stata anche responsabile della crescita di CCA e iDBA in
architetture di sistemi power supply. I mercati più grandi per
moduli di convertitori DC-DC isolati si trovano nelle gamme
di alta potenza, in particolare da 25W a 249W, che si preve-
dono superare nei prossimi anni il 50,0% di tutti i conver-
titori DC-DC isolati. Quasi l’80,0% dei convertitori sono in
tecnologia switching a causa della loro elevata efficienza. La
maggior parte dei convertitori DC-DC dei dispositivi portati-
li sono concentrati nelle fasce di amperaggio inferiori, con
più del 98,0% al di sotto del campo di 5A. Inoltre, a cau-
sa della crescente domanda di gestione di potenza da parte
dei dispositivi elettronici di consumo portatili, si prevede
di alimentare la domanda per i circuiti integrati di gestione
dell’alimentazione (PMIC). Guidato principalmente dal mer-
cato della telefonia mobile, il segmento delle comunicazioni
presenterà una delle migliori opportunità per PMIC.
Uno sguardo al mercato
Fig. 1R – Mercato globale per convertitori DC-DC
(Fonte: IHS)