la soluzione ad alta efficienza per convertitori

MuxCapacitor® è una tecnologia proprietaria di conversione della tensione sviluppata da Helix Semiconductors. Grazie all'elevata efficienza, l'IP di conversione MuxCapacitor consente a Helix di costruire circuiti integrati di alimentazione altamente integrati, utilizzabili in una varietà di applicazioni che richiedono la conversione dell'alimentazione AC-DC o DC-DC. Implementando questa tecnologia tramite un processo SOI CMOS ad alta tensione, si ottengono dispositivi in grado di supportare tensioni di ingresso fino a 400 V CC, idonee per l'uso nella maggior parte delle applicazioni in cui è necessaria la conversione da corrente alternata a corrente continua. I convertitori AC-DC sviluppati da Helix sono adatti per lo sviluppo di soluzioni di alimentazione con e senza trasformatori, garantendo in entrambi i casi un'efficienza end-to-end media di oltre il 95%.

La tecnologia MuxCapacitor si rivela particolarmente utile nella gestione della dissipazione di potenza in assenza di carico. Quando l'assorbimento del carico è zero, l'IP proprietario di Helix ha un assorbimento inferiore a 5 mW, senza produrre alcun effetto sul valore della tensione di uscita, che rimane al valore richiesto. Un'altra importante famiglia di dispositivi sviluppata da Helix Semiconductors riguarda i convertitori DC-DC, destinati principalmente alle applicazioni di conversione di tensione intermedia.

Questi convertitori hanno tensioni di ingresso tra +24 V DC e +60 V DC, con un'efficienza media di oltre il 94% e assorbimento in assenza di un carico inferiore a 5 mW. Le applicazioni tipiche dei convertitori di tensione AC-DC Helix sono le seguenti: tensioni di uscita compatibili USB-C, prese intelligenti, gateway IoT e IIoT, sensori remoti, rivelatori di fumo e CO. Le applicazioni per convertitori DC-DC includono blade di telecomunicazioni, data center, cloud server e rack, dispositivi PoE, telecamere di sicurezza per access point wireless, telefoni VoIP, controller industriali, HVAC, gateway IoT e IIoT.

Una panoramica della tecnologia MuxCapacitor

Negli ultimi anni c'è stata una proliferazione di dispositivi elettronici e applicazioni, che ha portato a una crescente domanda di soluzioni di gestione dell'alimentazione, sia in corrente continua che alternata.

Per ridurre continuamente l'assorbimento di potenza, richiesto dalle applicazioni sia industriali che consumer, è necessario progettare soluzioni e dispositivi che offrano un'elevata efficienza, riducendo al minimo le perdite e la dissipazione di potenza. Inoltre, gli aspetti relativi alle normative vigenti, come quelli puramente ecologici, non dovrebbero essere trascurati nel contribuire alla protezione ambientale.

In questo contesto, la tecnologia MuxCapacitor (brevemente, MuxCap ™) sviluppata da Helix Semiconductors rappresenta una rottura con le soluzioni tradizionali. MuxCap raggiunge un altissimo livello di efficienza in tutte le condizioni di carico, combinato con un minimo dispendio energetico. L'alta efficienza ottenibile attraverso la tecnica di conversione capacitiva MuxCap può anche essere combinata con un'altra tecnologia proprietaria Helix: CapIso ™. CapIso offre un isolamento capacitivo a stato solido, eliminando la necessità di ingombranti e costosi trasformatori nella progettazione di convertitori AC-DC e convertitori DC-DC isolati. L'utilizzo delle tecnologie MuxCap e CapIso, quindi, consente di ottenere soluzioni semplici, compatte e altamente efficienti per la conversione di potenza.

L'efficienza energetica, espressa in percentuale, ottenibile con una soluzione basata sulla tecnologia MuxCap è mostrata in Figura 1. Come si può vedere, la curva blu corrisponde a un valore di altissima efficienza e rimane quasi costante al variare del carico (anche il il carico è espresso in percentuale). La curva rossa si riferisce invece a un tipo comune di soluzione, basato su una tecnologia basata su tecnologia tradizionale. Va notato che la seconda soluzione raggiunge valori di efficienza paragonabili a quelli della soluzione MuxCap solo per un utilizzo del carico superiore al 50%, mentre per valori di carico inferiori l'efficienza è molto più bassa.

La curva di efficienza evidenzia il vantaggio della fornitura di energia MuxCap. Non solo l'efficienza è estremamente elevata, ma non vi è alcuna penalità in termini di efficienza a bassi carichi operativi. I chipset Helix MuxCap includono fino a tre stadi, in cui ciascuno stadio MuxCap consuma meno di 1 ÷ A corrente di riposo quiescente. MuxCap, basato su una tecnologia a pompa di carica a condensatore commutabile, raggiunge un'efficienza superiore al 98% ed è adatto per soluzioni di conversione dell'alimentazione buck o boost sia isolate che non isolate, CA-CC e CC-CC.

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