El nuevo circuito integrado convertidor reductor de ROHM aborda los desafíos de los sistemas de automoción de 48 V

ROHM Semiconductor ofrece con el BD9V100MUF-C un convertidor de tensión continua con MOSFET integrado, que con una frecuencia de conmutación de 2 MHz desde tensiones de entrada de máximo 60 V puede generar tensiones de salida de solo 3,3 V o 5 V (mínimo 2,5 V). El circuito integrado consigue así la mayor relación de conversión descendente de la industria entre tensión de entrada y tensión de salida de 24:1.

Para alcanzar esta relación de tensión, el componente funciona con la tecnología patentada de regulación de impulsos (Nano Pulse Control) de ROHM, que con ayuda de procesos BiCDMOS resistentes a altas tensiones y una regulación de impulsos ultrarrápida logra un tiempo de conexión sin precedentes de solo 9 ns. La nueva tecnología permite la conversión de tensión de una sola etapa en sistemas de 48 V como los utilizados en vehículos híbridos ligeros. Esto significa que a 2 MHz los costes de componentes se reducen a la mitad, lo que reduce el espacio requerido en la aplicación y simplifica el diseño del sistema. La alta frecuencia de conmutación también permite el uso de componentes externos más pequeños como bobinas y condensadores de salida.

BD9V100MUF-C es un convertidor de tensión continua con MOSFET integrado, que con una frecuencia de conmutación de 2 MHz desde tensiones de entrada de máximo 60 V puede generar tensiones de salida de solo 3,3 V o 5 V.

El consumo de energía y el respeto al medio ambiente son los motores de la innovación constante en la industria automovilística. Los vehículos híbridos ligeros con sistemas de 48 V consiguen un consumo energético y de combustible considerablemente más bajo gracias a una distribución optimizada de la potencia, que a su vez reduce las emisiones de CO2. El aumento del confort en los automóviles gracias a los sistemas activos como el 'Break-by-Wire' (frenado por cable) o la dirección asistida eléctrica aumentan la demanda de energía eléctrica. En los sistemas tradicionales de 12 V, la energía eléctrica debe ser transportada a los consumidores a un nivel de baja tensión, lo que causa mayores pérdidas en el cableado. La necesidad de cables de cobre más gruesos sigue aumentando el peso, lo que tiene un efecto negativo en el consumo de combustible. La tecnología de 48 V reduce la corriente por transmitir en una cuarta parte y, por lo tanto, reduce las pérdidas en el cableado.

Normalmente se requieren tensiones de entre 1 V y 5 V a nivel de sistema para dar suministro al sistema electrónico y el sistema de sensores en la industria del automóvil. Esto significa que la tensión del bus de 48 V debe convertirse a las tensiones más bajas. Al mismo tiempo, resulta práctico utilizar el convertidor CC/CC a 2 MHz para mantenerse por encima de las radiofrecuencias AM (máx. 1,84 MHz) y, por lo tanto, fuera del rango de interferencia, así como para lograr la solución más compacta posible.

Hasta ahora, ningún circuito integrado de suministro de corriente ha sido capaz de cumplir con los requisitos de una alta relación de transmisión y una elevada frecuencia de conmutación. Una solución de dos etapas cumple con estos requisitos, pero tiene varias desventajas, por ejemplo, mayores requerimientos de espacio, múltiples componentes, sistema más complejo, etc. Con el BD9V100MUF-C, ROHM ofrece ahora una solución para la conversión de tensión de una sola etapa.

La designación ‘Nano Pulse Control’ se refiere a la tecnología de regulación de impulsos ultrarrápida implementada por ROHM mediante la combinación de diseño analógico de circuitos, diseño de disposición de componentes y procesos del sistema de producción verticalmente integrado. La tecnología contribuye a una mayor miniaturización y simplificación de los sistemas en aplicaciones de 48 V, con un espectro que va desde vehículos híbridos ligeros hasta robots industriales y fuentes de alimentación en estaciones base.

Las especificaciones técnicas del convertidor de tensión continua BD9V100MUF-C, con unas dimensiones de solo 4,0 mm x 4,0 mm x 1,0 mm (An X P x Al), incluyen un rango de tensión de entrada de 16 V a 60 V, tensiones de salida de 0,8 V a 5,5 V con ±2 % de precisión y una frecuencia de conmutación de 1,9 a 2,3 MHz. La corriente de salida máxima es de 1 A. El rango de temperatura de servicio se sitúa entre -40 °C y +125 °C.

Las muestras del BD9V100MUF-C ya están disponibles; cantidades de piezas OEM a partir de diciembre de 2017.

"Hasta ahora, ningún circuito integrado de suministro de corriente ha sido capaz de cumplir con los requisitos de una alta relación de transmisión y una elevada frecuencia de conmutación. Una solución de dos etapas cumple con estos requisitos, pero tiene varias desventajas, por ejemplo, mayores requerimientos de espacio, múltiples componentes, sistema más complejo, etc. Con el BD9V100MUF-C, ROHM ofrece ahora una solución para la conversión de tensión de una sola etapa"