Perché scegliere moduli di alimentazione personalizzati di Prodrive Technologies invece di soluzioni standard?

Una gamma di moduli di alimentazione standard è già disponibile in pronta consegna, ma ora c'è una tendenza emergente verso la scelta di moduli di alimentazione progettati specificamente per ogni applicazione.

Ciò che molte persone non capiscono è che i moduli di alimentazione utilizzati in così tanti prodotti di conversione dell'alimentazione ne determinano in gran parte la durata e l'affidabilità. I produttori devono quindi scegliere tra prestazioni, costi e affidabilità in base al modulo di alimentazione.

Una gamma di moduli di alimentazione standard è già disponibile in serie, ma ora c'è una tendenza emergente verso la scelta di moduli di alimentazione progettati specificamente per ogni applicazione.

Cosa sta guidando la crescita dei moduli di alimentazione personalizzati?

La maggior parte dei produttori di prodotti ha finora acquistato moduli di alimentazione generici che sono "OK" per l'applicazione, ma richiedono sempre una sorta di compromesso. In molti casi, è necessario sovradimensionare una soluzione per ottenere la potenza desiderata. Il meglio a cui un cliente può puntare in questo scenario è selezionare una soluzione che richieda il minor numero di die (transistor di potenza), con conseguente risparmio sui costi, o in cui i moduli siano più affidabili e durevoli.

Tuttavia, ciò che abbiamo visto è una crescita in diverse aree in cui i produttori stanno realizzando il potenziale di una soluzione di moduli di alimentazione personalizzata per i loro prodotti.

Diverse possibili applicazioni stanno guidando questa domanda:

- Potenza pulsata: include prodotti come amplificatori, azionamenti lineari e utensili elettrici

- Articoli ad alta potenza continua come un inverter di trazione o un trasformatore a stato solido

- Alimentazione estremamente affidabile: da questo dipendono satelliti, applicazioni del settore aerospaziale e unità di backup UPS (gruppo di continuità) per l'elaborazione

Questa esigenza è ulteriormente cementata da altri fattori che incidono più in generale sul mercato elettrico. Le prestazioni dei semiconduttori stanno aumentando rapidamente (guidate dal passaggio da Si a SiC e GaN) e l'imballaggio sta diventando un fattore limitante per ottenere le massime prestazioni da questi stampi.

I moduli di alimentazione generici non sono esenti da problemi

È un dato di fatto che i moduli di potenza subiscono sollecitazioni termiche ogni volta che vengono accesi o spenti (cioè si scaldano). Gli stampi nei moduli possono dissipare una quantità significativa di calore che porta i materiali nel pacchetto a riscaldarsi e raffreddarsi rapidamente.

L'oscillazione termica provoca stress all'interno e tra i materiali perché i loro coefficienti di dilatazione termica in genere non corrispondono. Questo è uno dei motivi principali per cui i moduli di alimentazione si guastano nel tempo ed è, quindi, una forza trainante per i produttori nella ricerca di soluzioni personalizzate su misura per affrontare il loro caso d'uso particolare.

Come ottimizzare i moduli di potenza

Esistono più percorsi per ottimizzare il confezionamento degli stampi in moduli di alimentazione altamente integrati. Come:

- Integrazione di disaccoppiamento e snubber

- Integrazione del gate driver

- Utilizzo di un terminale sorgente kelvin

- Ottimizzazione meccanica degli strati di attacco della matrice

- Regolazione del comportamento termico con isolamento e dissipatori di calore

- Una combinazione di più soluzioni

Integrazione di componenti elettrici nel modulo

Sul lato elettrico, l'integrazione di componenti nel modulo, che si trovano tipicamente sui PCB (schede a circuito stampato) all'esterno del modulo, consente di ottimizzare i parametri critici. Ad esempio, l'integrazione del disaccoppiamento e degli snubber consente l'ottimizzazione del circuito di alimentazione.

Nel frattempo, l'integrazione del gate driver e l'utilizzo di un terminale sorgente kelvin consente di ottenere circuiti di azionamento del gate ottimali, con conseguente maggiore efficienza e minore ondulazione.

Ottimizzazione meccanica per superare le prestazioni delle soluzioni standard

L'ottimizzazione meccanica può essere effettuata attraverso la scelta di strati di fissaggio, materiali isolanti e dissipatori di calore, ad esempio, al fine di ottimizzare il comportamento termico del modulo e aumentare notevolmente i cicli di guasto rispetto alle soluzioni standard.

Queste soluzioni possono portare a una maggiore durata o una maggiore densità di potenza quando si utilizza lo stesso die, o in alternativa a costi inferiori per le stesse prestazioni utilizzando stampi con rating inferiore.

In Prodrive Technologies, combiniamo più soluzioni nei nostri moduli di potenza IGBT Si e MOSFET SiC personalizzati.

I moduli di alimentazione personalizzati ti aiutano a realizzare prodotti migliori

Selezionando una tecnologia in base all'applicazione, è possibile ottimizzare le prestazioni, l'affidabilità e l'obiettivo di costo per ciascun modulo. I moduli di alimentazione personalizzati sono anche in genere più compatti poiché sono progettati specificamente per un'applicazione, offrendo i loop più brevi per i parassiti più piccoli. Il circuito di commutazione molto più piccolo che Prodrive Technologies può ottenere è in gran parte possibile grazie all'integrazione intelligente dei componenti passivi nel modulo.

Per i nostri clienti, ciò significa che possono produrre e commercializzare un prodotto superiore, più affidabile al giusto prezzo, riducendo al minimo lo sforzo di progettazione e il time-to-market. Ad esempio, laddove due moduli di alimentazione standard vengono normalmente utilizzati insieme, vengono introdotte sfide relative al bilanciamento. Invece, potrebbe essere utilizzata un'unica soluzione personalizzata. Questo in genere riduce il costo complessivo.