Couverture ElectroniqueS n°127

Les derniers éléments de la famille « Simple switcher » de NS acceptent une tension maximale de 75 V en entrée, et délivrent un courant jusqu'à 3 A. L'adoption d'un principe original de contrôle en mode courant leur permet de fonctionner avec une fréquence de commutation élevée en toutes circonstances. National Semiconductor enrichit sa famille « Simple switcher » de régulateurs de tension avec six nouvelles références. Un marché sur lequel l'américain serait, selon une étude réalisée en 2005 par iSuppli, en position dominante avec une part estimée à 14 %. Les derniers-nés sont des convertisseurs en topologie buck, dont l'un des intérêts est de faire l'impasse sur un transformateur externe, si tant est qu'aucune isolation galvanique n'est demandée. Ils acceptent une tension d'entrée maximale de 42 ou 75 V, et sont susceptibles de délivrer un courant jusqu'à 3 A.Ils se distinguent des quelque 500 membres issus de la même famille par l'adoption d'un principe original et breveté, dit à émulation de courant ou ECM (emulated current mode).Tout en conservant les avantages propres à la méthode de contrôle en mode courant, ECM vise à améliorer la réponse transitoire de charge dans les applications à faible rapport cyclique. En effet, dans un tel scénario, les schémas traditionnels de contrôle en mode courant montrent leurs limites, du fait des délais de propagation et de leur prédisposition aux erreurs de mesure liées au bruit de commutation. Le principe d'ECM est, du moins en théorie, simple. Il consiste à éviter la mesure directe du courant commuté dans l'inductance externe. Pour ce faire, une image de ce dernier est réalisée en tirant profit de différentes informations. La première résulte de l'échantillonnage du courant dans la diode Schottky, juste avant que la commutation ne soit effective. La seconde est la tension en sortie de l'inductance, combinée à un signal émulant une rampe de courant. De la somme de ces données, il en découle une forme d'onde de courant reconstruite, à partir de laquelle la boucle de rétroaction va pouvoir opérer.Avec ECM, il est admissible de descendre à des temps de conduction très faibles, de l'ordre de 80 ns. Une valeur à rapprocher avec les 120 ou 130 ns caractérisant les produits antérieurs développés par NS, voire au-delà dans le cas de circuits émanant de la concurrence. Le bénéfice retiré en est une gestion moins contraignante du compromis entre, d'un côté, la fréquence opératoire maximale et, de l'autre, le différentiel important pouvant exister entre la tension d'entrée et celle de sortie. Cette dernière situation induit en effet un rapport cyclique très faible, et un temps de conduction rapporté à la fréquence de commutation à l'avenant. Ce qui ne simplifie pas la tâche du contrôleur PWM.Par exemple, pour certains de ces nouveaux régulateurs, la fréquence maximale de fonctionnement est de 1 MHz. Cette valeur n'est en soit pas exceptionnelle pour un convertisseur de tension, seulement elle est envisageable quand bien même la tension d'entrée est de 36 V et celle de sortie égale à 2 V seulement.Une tension d'entrée jusqu'à 75 VLes différents produits, en boîtiers TSSOP à 16 ou 20 broches, se différencient essentiellement selon la tension d'entrée maximale supportée, le calibre en courant, la fréquence de commutation maximale (tableau). Ainsi, Les LM557x sont des modèles 75 V intégrant un Mosfet canal N, dont la résistance à l'état passant de 170, 330 ou 750 mO est fonction du courant maximal de sortie délivré (3 A, 1,5 A et 0,5 A respectivement). Pour leur part, les LM2557x acceptent une tension d'entrée réduite à 42 V. Afin d'atténuer les problèmes liés aux interférences électromagnétiques, la synchronisation de plusieurs circuits sur la même fréquence interne ou sur une horloge externe est réalisable.Tous ces régulateurs sont disponibles dès maintenant à des tarifs s'échelonnant entre 1,35 et 2,9 $ l'unité, par commande en quantité de 1 000 pièces.Ils sont acceptés par l'outil en ligne Webench, accessible depuis le site de la société. Dans sa partie dévolue à la conception et à la simulation des performances électriques et thermiques d'une alimentation, Webench sélectionne le composant le plus adapté aux exigences système préalablement établies. Une fois les paramètres essentiels définis (tensions d'entrée et de sortie, intensité maximale, température ambiante) et le circuit sélectionné, le logiciel calcule alors la valeur des composants annexes.Notons que, pour l'occasion, Webench a été agrémenté de fonctions nouvelles. Ainsi, à partir d'un simple bouton rotatif affiché sur l'écran, l'utilisateur peut désormais agir sur le compromis entre rendement de conversion et encombrement sur la carte.Sur le Web…Les « Simple switcher » et l'accès direct à l'outil Webench http://switcher.national.com

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