giovedì, Gennaio 21, 2021
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Nano Cap risolve problematiche legate alla capacità elettrica nei circuiti di alimentatori

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ROHM ha annunciato lo sviluppo della tecnologia per alimentatori Nano Cap che assicura uno stabile controllo dei circuiti degli alimentatori nei settori automotive ed industriale, persino con capacità elettriche ultra-piccole dell’ordine dei nF (NanoFarad).

La crescente consapevolezza in fatto di consumi di energia sostenibili ha comportato una diffusione più capillare dell’elettrificazione in un gran numero di applicazioni. Specialmente il settore automotive sta sperimentando il continuo incremento di componenti elettrici, a causa delle innovazioni tecnologiche spronate dai progressi dei veicoli elettrici e dei sistemi di guida autonoma.

Ognuna di queste applicazioni elettriche richiede vari tipi di generatori di tensione, tutti stabilizzati da condensatori. Il risultato è una crescente domanda di componenti esterni, con circuiti stampati di maggiori dimensioni e distinte base più costose.

Sulla scia dello sviluppo della tecnologia di controllo PWM (Pulse Width Modulation) ultra-veloce, la cosiddetta Nano Pulse Control, e della tecnologia con corrente ultra-bassa nota come Nano Energy, ROHM ha aggiunto una terza nanotecnologia per alimentatori, Nano Cap, che riduce il numero dei condensatori esterni richiesti per i regolatori lineari.

In un circuito, generalmente formato da regolatore lineare e microcontroller, solitamente occorre un condensatore da 1 µF all’uscita del regolatore lineare, mentre all’ingresso del microcontroller ne serve uno da 100 nF.

Tuttavia, affidandosi al regolatore lineare di ROHM che utilizza la tecnologia Nano Cap, sviluppata grazie all’avanzata expertise in campo analogico riunendo design di circuito, layout e processi, si elimina la necessità del condensatore all’uscita del regolatore e si assicura la stabilità operativa solamente con il condensatore in ingresso da appena 100 nF. Diminuendo sia il numero di condensatori che la capacità elettrica necessaria per i circuiti degli alimentatori nel settore automotive, ma non solo, ROHM può contribuire a ridurre al minimo il carico di progetto del circuito.

Inoltre, sono stati già lanciati in parte amplificatori operazionali che utilizzano la tecnologia Nano Cap, mentre è in programma il lancio nel 2020 di regolatori lineari che si avvalgono della tecnologia Nano Cap, nonché di regolatori dotati di driver LED con Nano Cap integrata.

ROHM si impegna a potenziare ulteriormente lo sviluppo della tecnologia Nano Cap per eliminare completamente la necessità di condensatori, estendendo al contempo l’uso di questa tecnologia non solo ai regolatori lineari, ma anche agli amplificatori operazionali, ai driver LED, oltre che ad altri circuiti integrati analogici, che danno il loro contributo alla società attraverso l’uso efficace di risorse, per ridurre al minimo il carico ambientale. (Figure 1a e 1b)

Nano Cap risolve problematiche legate alla capacità elettrica nei circuiti di alimentatori
Figura 1a

 

Nano Cap risolve problematiche legate alla capacità elettrica nei circuiti di alimentatori
Figura 1b

Informazioni sulla tecnologia Nano Cap

La tecnologia per alimentatori Nano Cap si riferisce ad una tecnologia di controllo ultra-stabile ottenuta grazie all’avanzata expertise in campo analogico riunendo design di circuito, processi e layout, ed affidandosi al sistema di produzione ad integrazione verticale di ROHM.

Il controllo così ottimizzato elimina il problema della stabilità operativa che affligge i condensatori dei circuiti analogici, contribuendo ad una riduzione dei tempi di progettazione in un’ampia serie di applicazioni nei settori automotive, delle apparecchiature industriali, al consumo e vari altri.

Informazioni dettagliate sulla tecnologia Nano Cap

Nano Cap assicura stabilità all’uscita dei regolatori lineari, migliorando la risposta dei circuiti analogici e riducendo contemporaneamente al minimo i parametri parassiti indotti da cablaggio ed amplificatori: si rende così possibile la riduzione della capacità elettrica di uscita ad un valore inferiore ad un decimo del valore delle soluzioni convenzionali. (Figura 2)

Nano Cap risolve problematiche legate alla capacità elettrica nei circuiti di alimentatori
Figura 2

Di conseguenza i circuiti composti da un regolatore lineare e un microcontroller, che solitamente richiedono un condensatore da 1 µF all’uscita del regolatore lineare e da 100 nF all’ingresso del microcontroller, come indicato in precedenza, con la tecnologia Nano Cap per regolatori lineari di ROHM raggiungono la stabilità operativa utilizzando solamente un condensatore da 100 nF posto lato microcontroller.

Considerando un requisito di settore di max ±5,0% per la fluttuazione della tensione di uscita (concentrandosi in tal caso solo sulla fluttuazione) rispetto alla fluttuazione della corrente di carico di 50 mA con una capacità elettrica di 100 nF, i chip dotati di Nano Cap raggiungono una stabilità operativa di ±3,6% in sede di valutazione, rispetto ai regolatori lineari convenzionali, la cui tensione di uscita può variare entro un range di ±15,6%.

Altre nanotecnologie per alimentatori

ROHM ha consolidato le nanotecnologie per alimentatori integrandovi la propria expertise analogica, che riunisce design di circuito, processi e layout, ed affidandosi al sistema di produzione ad integrazione verticale.

Di seguito vengono presentate altre nanotecnologie per alimentatori imperniate sui circuiti integrati di potenza sviluppati da ROHM che contribuiscono alla risoluzione di problematiche applicative in un’ampia serie di prodotti.

Nano Pulse Control

È la denominazione della tecnologia di controllo PWM ultra-veloce di ROHM per circuiti integrati di potenza che raggiunge un tempo di commutazione di ON (larghezza d’impulso di controllo del circuito integrato di potenza) nell’ordine di nanosecondi (ns), realizzando la conversione da alte a basse tensioni con il ricorso ad un singolo circuito integrato, diversamente dalle soluzioni convenzionali che richiedono 2 o più circuiti integrati di potenza.
Tutto ciò contribuisce ad una miniaturizzazione e semplificazione di sistema maggiori in applicazioni da 48 V che spaziano dai veicoli mild hybrid fino ai sub-alimentatori per stazioni base, passando per i robot industriali.

Nano Energy

Si tratta di una tecnologia con corrente ultra-bassa, caratterizzata da un consumo di corrente senza carico nell’ordine di nA, ottenuta riducendo al minimo il compromesso che si verifica quando si riduce il consumo di corrente con carichi ultra-leggeri.

A questo punto è possibile realizzare la richiesta del mercato IoT di poter contare su 10 anni di energia con una singola batteria a bottone, in grado di funzionare sul lungo periodo in applicazioni compatte a batteria, compresi i dispositivi portatili, indossabili e IoT.

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