Negli ultimi anni, la progressiva elettrificazione delle applicazioni in tutti i settori ha portato a un aumento del numero di componenti elettronici e delle risorse di progettazione necessarie. Di conseguenza, cresce la richiesta di ridurre il numero di condensatori utilizzati per diverse finalità, come la stabilizzazione dei circuiti elettronici. Inoltre, per ridurre il carico progettuale sui circuiti di alimentazione in caso di modifiche alle specifiche, sono necessari circuiti integrati di potenza di alta qualità che offrano un'eccellente reattività e siano in grado di garantire un funzionamento stabile.
In genere, il circuito di alimentazione integrato monitora costantemente la tensione di uscita per garantire un funzionamento stabile dell'alimentatore e include un circuito di retroazione che regola con precisione la tensione di uscita confrontandola con una tensione di riferimento interna. Un tempo di risposta più rapido consente di compensare in meno tempo le variazioni della tensione di uscita causate dalle fluttuazioni della tensione di ingresso e/o della corrente di carico. D'altra parte, ridurre eccessivamente il tempo di risposta può destabilizzare il funzionamento del circuito e causare oscillazioni della tensione di uscita. Poiché la velocità di risposta è influenzata anche dalla capacità di uscita, ottenere le prestazioni di risposta desiderate è stato finora una sfida.
L'integrazione dell'innovativa tecnologia di risposta al carico ad alta velocità QuiCur™ nei circuiti integrati di alimentazione consente prestazioni ottimali senza causare instabilità nei circuiti di feedback. Ciò non solo riduce il numero di componenti esterni e l'area di montaggio minimizzando la capacità del condensatore di uscita richiesta dal circuito integrato di alimentazione, ma consente anche la regolazione lineare della capacità e delle fluttuazioni della tensione di uscita (relazione di proporzionalità negativa costante), garantendo un funzionamento stabile anche quando la capacità aumenta a causa di variazioni delle specifiche. Questo riduce significativamente le risorse necessarie per la progettazione del circuito di alimentazione, fornendo un funzionamento stabile con un minor numero di componenti esterni.
ROHM sta attualmente lavorando alla commercializzazione di circuiti integrati per alimentatori dotati di tecnologia QuiCur™ e prevede di spedire campioni di circuiti integrati per convertitori DC/DC ad aprile e di regolatori LDO a luglio di quest'anno.
Tecnologia QuiCur™ in dettaglio:
QuiCur™ risolve i due problemi dei circuiti di feedback dei circuiti integrati di alimentazione convenzionali quando si desidera ottenere le massime prestazioni di risposta: (1) la regione inutilizzabile generata nella gamma di frequenza al di sotto dell'area instabile e (2) le variazioni della frequenza di attraversamento dello zero (f0) dovute alla capacità di uscita. Ciò si ottiene separando completamente le funzioni di elaborazione del segnale per la velocità di risposta (sistema di controllo) e la stabilità della tensione (sistema di compensazione). Il primo problema viene risolto utilizzando un amplificatore di errore dedicato che non genera una regione inutilizzabile nel circuito di feedback.
Per il secondo problema, abbiamo adottato un amplificatore di errore dedicato al secondo stadio e introdotto una tecnologia che consente di regolare il fattore di amplificazione (guadagno) tramite la generazione di corrente. Sebbene la frequenza di attraversamento dello zero possa variare a seconda della capacità di uscita collegata, regolando il fattore di amplificazione, la frequenza di attraversamento dello zero può essere sempre fissata al confine (la linea di separazione) tra le regioni di controllo instabile e stabile. Questo sistema, in cui le funzioni dei due amplificatori di errore sono condivise, trova ampia applicazione nei circuiti integrati per alimentatori, come i convertitori DC/DC e gli LDO che incorporano circuiti di retroazione.
In combinazione con la tecnologia di controllo ultra-stabile Nano Cap™,
quest'ultima garantisce un controllo stabile dell'uscita del regolatore lineare, migliorando la risposta nei circuiti analogici e minimizzando al contempo i fattori parassiti legati al cablaggio e agli amplificatori. Ciò consente di ridurre la capacità di uscita a meno di un decimo rispetto alle soluzioni convenzionali, eliminando la necessità di un condensatore all'uscita del regolatore lineare e assicurando un funzionamento stabile con un condensatore da soli 100 nF sul lato MCU.
Mentre QuiCur™ da solo può ridurre la capacità di uscita nell'ordine dei microfarad (µF), la combinazione con Nano Cap™ la riduce ulteriormente nell'ordine dei nanofarad (nF).
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