Pulsiv, società con sede a Cambridge e innovatrice nella tecnologia dell’elettronica di potenza, ha annunciato in agosto il lancio del circuito di riferimento USB-C da 65 W definendolo come “il più efficiente al mondo”.
Ottimizzata impiegando la tecnologia GaN e sviluppata per far fronte ai complessi problemi associati alle prestazioni termiche negli alimentatori, questa soluzione innovativa di Pulsiv trasformerà il settore delle ricariche veloci USB-C offrendo una combinazione unica di vantaggi.
Il circuito di riferimento PSV-RDAD-65USB riunisce la tecnologia Pulsiv OSMIUM, un flyback QR standard nel settore e circuiti magnetici ultracompatti ottimizzati. È il primo in una serie di progetti mirati a spingere i confini della conversione di potenza diminuendo in misura notevolissima le temperature di funzionamento, riducendo al minimo le perdite e limitando le dimensioni per creare una piattaforma sostenibile per lo standard USB-C.
Tim Moore, Direttore prodotti Pulsiv, che ha gestito lo sviluppo di questo progetto, così commenta: “La nostra attenzione è sempre stata focalizzata sullo sviluppo di soluzioni più performanti con meno complessità e questo circuito di riferimento dimostra come la tecnologia Pulsiv OSMIUM possa offrire ricariche veloci senza l’associata complessità della gestione di alte temperatura. La domanda di maggiore potenza e ricariche più veloci per prodotti senza fili è in rapido aumento e l’impatto è avvertito in tutte le applicazioni – dai telefoni cellulari agli utensili automatici. Ciò significa che è necessaria più potenza in un ridotto fattore di forma, il che è ancora più cruciale nello sviluppo di prodotti da scrivania/parete sensibili al calore. Grazie a temperature dei componenti del 30% inferiori, nessuna corrente di spunto ed elevata efficienza, facciamo sì che i circuiti diventino più sicuri, meno ingombranti e più affidabili.
Dati tecnici della soluzione Pulsiv
- Range di tensioni d’ingresso:
90 – 265 V CA (nessun derating con la tensione d’ingresso) - Tensione di uscita:
5 – 20 V CC supporta PD3.0, QC4.0, BC1.2 e PPS (ricarica veloce) - Potenza di uscita:
65 W max - Temperatura del trasformatore:
30,3 °C oltre quella ambiente - Frequenza di funzionamento:
125 kHz - Efficienza di picco:
96% - Efficienza media:
95% - Ponte semi-attivo:
incluso - Corrente di linea:
0,5 A max - Corrente di spunto:
eliminata - Ottimizzato con la tecnologia del GaN:
sì - Convertitore CC/CC:
flyback quasi alla risonanza (QR)
Un livello nuovo per la ricarica veloce
Il circuito Pulsiv mostra un miglioramento notevole delle prestazioni termiche e riduce di oltre il 30% le temperature dei componenti cruciali rispetto ad altri circuiti. A pieno carico il trasformatore flyback raggiunge straordinari valori di 33,9 °C e 30,3 °C a, rispettivamente, 230 e 265 V CA oltre una temperatura ambiente di 26,1 °C. Questo eccezionale risultato, che appare probabile definirà un nuovo livello di riferimento, consente la ricarica veloce a 65 W in ambienti con spazio angusto e/o applicazioni sensibili al calore come nel caso di prese a muro e spine che presentino connettività USB-C.
La tecnologia Pulsiv OSMIUM permette al circuito di rilevare la frequenza e la tensione di linea CA per regolare il tempo di carica del condensatore, per cui il circuito non assorbe corrente di linea all’attraversamento del punto a tensione nulla CA. Risulta così possibile realizzare un semplice ponte semi-attivo per aumentare l’efficienza, specialmente in condizioni di linea a basso livello.
I MOSFET nella metà inferiore del ponte CA-CC vengono controllati con attenzione, in combinazione con i diodi sul lato ad alto livello. In questo circuito il ponte semi-attivo consegue il delicato equilibrio fra efficienza, costo e complessità e supporta un ingresso universale con guadagno di efficienza pari allo 0,7% a pieno carico da un alimentatore CA da 115 V.
Dimensioni ridotte del 20% nel trasformatore
La tecnologia Pulsiv OSMIUM genera un’uscita a corrente continua e alta tensione (HVDC) che varia tra l’ingresso CA di picco e 150 V per pilotare il flyback QR alla massima efficienza. Il range di tensione più ampio riduce significativamente l’induttanza al primario per consentire l’uso di un trasformatore EQ20, sviluppato in collaborazione con Frenetic, azienda specializzata nella tecnologia dei circuiti magnetici e il cui Ceo, Chema Molina, spiega: “Il nostro gruppo di esperti di circuiti magnetici ha dimostrato che la tecnologia Pulsiv OSMIUM massimizza l’efficienza e riduce le dimensioni del trasformatore flyback a un livello che non avevamo mai visto finora. Questo importante sviluppo consentirà ai clienti di migliorare le prestazioni, ridurre le dimensioni e contenere il costo dei loro progetti, e guardiamo con fiducia all’opportunità di partecipare all’attuazione di una soluzione così innovativa”. Ne conseguono una riduzione del 20% delle dimensioni e un miglioramento del 50% dell’efficienza rispetto a un nucleo RM8 in genere utilizzato in altri circuiti.
Perdite al minimo grazie alla tecnologia GaN
I transistor al GaN Innoscience hanno diminuito i valori della capacità parassita e della RDSon per ridurre le perdite e ottimizzare il costo dei sottosistemi sia con raddrizzatore sincrono che con flyback. Aggiunge Denis Marcon, Direttore generale EMEA presso Innoscience: “Abbiamo dimostrato che la tecnologia del GaN è perfetta per aumentare l’efficienza, ridurre le perdite e ottimizzare il costo, ma la tecnologia Pulsiv OSMIUM aggiunge ulteriori vantaggi migliorando sostanzialmente le prestazioni complessive e riducendo lo spreco di energia – segna veramente una svolta e sono lieto che Pulsiv abbia deciso di incorporare i dispositivi al GaN Innoscience nel suo circuito di riferimento”.
Schede di valutazione e documentazione del circuito
La documentazione del PSV-RDAD-65USB può essere scaricata gratuitamente dal sito web Pulsiv – consiste di una scheda tecnica, schemi circuitali, la distinta dei materiali e vari file Altium. La scheda di valutazione PSV-EBAD-65USB consente di eseguire velocemente prove di laboratorio e può essere già ordinata per una consegna nella seconda metà del mese di agosto attraverso una rete di distributori in franchising compreso Digikey, distributore a livello globale.
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