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研發適合工具機變流器使用的絕緣型電源控制IC
無需安裝光耦合器,可達成體積小、節能和高可靠度

【作者: ROHM】   2016年08月26日 星期五

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從保護人體和系統的觀點來看,電子裝置絕對都具備絕緣功能。近年來日漸普遍的太陽能變流器和蓄電系統等應用,需要有高電壓?大功率的工具機亦無例外,再加上必須滿足長期連續、以及能在高溫環境下運作等條件,對於可靠度的要求也愈趨嚴格。迄今絕緣電源的控制零件由光耦合器等多個零件構成,但面臨到電路規模和經年變化等可靠度方面的課題,市場便要求能夠有所改善。


ROHM針對太陽能逆變器和FA變流器、蓄電系統等功率需求大的工具機變流器,研發出絕緣型返馳式DC/DC轉換器控制IC「BD7F系列」(BD7F100HFN-LB / BD7F100EFJ-LB / BD7F200HFN-LB / BD7F200EFJ-LB)。



圖1 :  絕緣型返馳式DC/DC轉換器控制IC「BD7F系列」圖
圖1 : 絕緣型返馳式DC/DC轉換器控制IC「BD7F系列」圖

一直以來,在採用返馳方式的絕緣電源控制上,都會使用光耦合器*2,但也存在著耗電流和溫度變化、壽命有限等課題。「BD7F系列」不需安裝光耦合器,故架構返馳式所需要的零件數量只剩下一半左右,再加上系統體積縮小,可一口氣做到省能、高可靠度。此外,採用新研發的adaptive on-time控制方式,能改善以前絕緣型電源控制IC所遇到的負載響應特性問題。電壓變動低於200mV,亦協助提升可靠度。



圖2 :  安裝光耦合器前後的對照圖
圖2 : 安裝光耦合器前後的對照圖

技術特色

輕易達成高可靠度的絕緣功能

「BD7F系列」適合必須在嚴苛環境下、長時間連續運作的工具機使用的絕緣型電源控制IC。


活用電源領域最尖端的BiCDMOS,利用類比設計技術,能從1次側開始檢測2次側的電壓?電流。這樣一來,不再需要傳統上為了檢測2次側的電壓?電流而必須安裝的光耦合器,或轉換器的3次線圈,零件數量因此只剩下一半左右等,除了系統體積變小外,也能夠做到節能、提升可靠度。


利用adaptive on-time控制,改善負載響應特性

目前的絕緣型電源控制IC對於負載電流瞬間變動,面臨到輸出電壓大幅度變動的問題,因此將傳統非絕緣型電源控制IC上已有實際使用的adaptive on-time控制,應用在絕緣型電源控制IC上。



圖3 :  adaptive on-time 控制的效果
圖3 : adaptive on-time 控制的效果

採用新研發的adaptive on-time控制後,和一般控制方式相比,輸出電壓變動200mV(負載電流1A,上升時間100μs時),降至65%以下,對於負載電流暫態變動,改善了負載響應特性,進而提升可靠度。


同步開始提供可簡易評估的評估機板


圖4 :  評估機板「BD7F100HFN-EVK-001」
圖4 : 評估機板「BD7F100HFN-EVK-001」

除了本系列產品外,網路商店亦開始銷售「BD7F100HFN-LB」的評估機板「BD7F100HFN-EVK-001」。配備BD7F100HFN-LB後,能輕易評估電壓24V 、輸出電壓5V、輸出電流800mA的絕緣電源。


另外,本系列從2016年7月開始出貨樣品,預計2016年10月以月產量50萬個的規模投入量產。前製程的工廠為ROHM濱松株式會社,後製程則是在ROHM Electronics Philippines, Inc.(菲律賓)。而且網路商店從2016年7月開始販售本系列產品和配備BD7F100HFN-LB的評估機板「BD7F100HFN-EVK-001」。


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