Circuitos integrados de alimentación

Con varias versiones, según el tamaño de la memoria interna flash y RAM, la frecuencia del reloj de la CPU y los interfaces de comunicación, los desarrolladores de productos pueden elegir el módulo ideal que mejor se adapta a cada aplicación.

La base de la estructura de estos circuitos integrados de alimentación está formada por dos tipos de bases con un amplificador bifásico o trifásico integrado. Ambas se basan en la tecnología de chip único, e incluyen un procesador ARM Cortex M3 con una frecuencia del reloj de 24 MHz o de 40 MHz.

El Cortex M3 Core abre un sinfín de nuevas oportunidades en el campo de los algoritmos de control de los motores. La gama de 32-bit µC se dirige precisamente al segmento BLDC (brushless DC, o de imanes permanentes) que anteriormente era atendido por controladores de 16 bits en la industria del automóvil.

Infineon también ha establecido nuevas normas en lo referente a la selección de la carcasa: el concepto de carcasa en poco espacio, conocido como el ‘paquete VQFN48’, el cual está disponible en el sector del automóvil desde hace muy poco. Este paquete permite a los fabricantes de sistemas de automoción el desarrollar sistemas mucho más compactos y eficientes, optimizados para ser utilizados en el espacio disponible. Mientras que en los circuitos modernos se pueden llegar a utilizar hasta 150 componentes diferentes, el uso de la nueva gama de circuitos integrados de alimentación TLE986x/7x permite reducir esta cantidad de componentes hasta menos de 30. Por supuesto, todos los componentes TLE986x/7x cuentan con la certificación AEC Q100.

Hoy en día, con todos los sistemas de accionamiento del motor inteligentes y muy complejos que llevan los coches, resulta más importante que nunca desarrollar sistemas de control finos a fin de mantener controlados los costes del sistema, de optimizar los sistemas en términos de eficiencia energética, y en última instancia también en mejorar la conveniencia de estos desarrollos. La gama de tercera generación de productos Infineon incluye todo lo anterior.

La serie TLE986x con amplificadores para cuatro FETs multicanal y con topología de puente en H de potencia, fue concebida especialmente para el accionamiento de sistemas de motores DC bifásicos.

Se podría utilizar en techos solares de automóviles o para los elevalunas eléctricos.

Por supuesto, los módulos de la serie TLE986x pueden ser utilizados también para todo tipo de sistemas de accionamiento del automóvil basados en el puente en H.

El grupo de productos TLE987x con sus seis amplificadores FET multicanal, resulta muy adecuado para el accionamiento de aplicaciones de motores trifásicos, incluyendo bombas de combustible, ventiladores de motor, sistemas neumáticos para el aire acondicionado, bombas de agua, y una variedad de otras bombas y ventiladores para aplicaciones de control del motor PWM (modulación por ancho de pulso) tanto con como sin sensores.

El transceptor opcional LIN del grupo de productos TLE986x/7x es compatible con la norma LIN 2.2, y ha sido certificado por IBEE Zwickau y el grupo C&S.

El conjunto de periféricos de ambos módulos incluye un sensor de corriente y un ADC (conversor analógico-digital) de 10 bits, que funciona utilizando el método de aproximaciones sucesivas y se sincroniza con la unidad de captura/comparación (CAPCOM6) del PWM (modulación por ancho de pulso) y temporizadores de 16-bits. Esto resulta especialmente importante en la generación de señales sincronizadas, por ejemplo con PWM o con el procesamiento síncrono de señales analógicas en el ADC.

Para la comunicación con los componentes, tenemos disponible una gran variedad de transceptores integrados en LIN, UARTs, SPIs y I/Os (GPIOs) generalistas. Estas familias de productos poseen un controlador lineal de tensión integrado en el chip que se utiliza para alimentar los módulos internos, y un controlador para cargas externas (por ejemplo, sensores), así como entre 36 kB y 128 kB de memoria flash escalable. También cuentan con un rango de alimentación nominal de 5.4 a 28 V. La bomba de carga integrada permite un funcionamiento en baja tensión del puente Modfet hasta los 5.4 V con una integración externa mínima de dos condensadores en el circuito. Esto reduce significativamente los costes de los materiales en comparación con el método de arranque utilizado habitualmente en operaciones en baja tensión. Los controladores del puente pueden usarse también para programar las corrientes de carga y de descarga. Combinado con el control de flanco patentado para el perfil de potencia, esto permite que el comportamiento EMC sea el óptimo a nivel de sistema para una amplia gama de Mosfets.

Ambas series pueden soportar hasta 40V, por lo que se pueden adaptar a situaciones de vaciado de carga. Al mismo tiempo, se puede activar un rango de funcionamiento ampliado hasta los 3V manteniendo el microcontrolador y la memoria flash completamente funcionales.

Para ello, Infineon ofrece una herramienta de prueba o evaluación para las series de circuitos integrados TLE986x y TLE987x.

La placa de evaluación TLE986X EVALB_JLINK o la TLE987X EVALB_JLINK proporcionan una interfaz completa de prueba para todas las funciones, periféricos y propiedades del módulo de la familia de productos TLE986x/7x en cuestión, y permite arrancar directamente un motor gracias a los Mosfets presentes en la placa. El diseño de las placas de evaluación permite la manipulación de cargas con un consumo de 30A como máximo. En función del modelo, los Mosfets de la placa de evaluación están dispuestos en configuración de puente en H para los motores DC o en un patrón B6 para los motores tipo BLDC. También se encuentra disponible tanto la comunicación UART y LIN, un acceso directo a todos los pins I/O, y un depurador J-Link.

Hay disponibles un amplio conjunto de herramientas, que van desde un editor, un compilador y un depurador, hasta un configurador de códigos y una variedad de programas de ejemplo, para nivelar la curva de aprendizaje del desarrollo de la aplicación con la familia del módulo TLE986x/7x.

Los semiconductores de potencia, así como sus aplicaciones, siempre han estado en el punto de mira de Rutronik desde los años 1980, lo que significa que el equipo con el que contamos hoy en día cuenta con muchos años de experiencia, con un profundo conocimiento y con una estrecha colaboración con las empresas de semiconductores más importantes del mundo.