Schwerpunkte

Verringerte Komplexität

Power-Control-Referenzdesign

10. Februar 2021, 12:58 Uhr   |  Iris Stroh

Power-Control-Referenzdesign
© Microchip Technology

Neuer AC/DC-Controller plus Inde-Flux-Transformator an Würth Elektronik eiSos lizenziert – vereinfachtes Design, geringere Baugröße und Kosten

Das neue Power-Control-Referenz-Design von Microchip Technology ermöglicht einem sekundärseitigen Mikrocontroller die Steuerung der Leistung im Primärkreis.

In modernen Offline-AC/DC-Stromversorgungen bieten Programmierbarkeit und adaptive Regelung die Flexibilität und Intelligenz, die heutige Smart-Home-Geräte benötigen, um eine bessere Schnittstelle zu ihren Stromversorgungssystemen herzustellen. In diesen Systemen ist ein sekundärseitiger Mikrocontroller (MCU) typischerweise nicht in der Lage, ein System ohne separate Bias-Stromversorgung zu starten. Ein neues Referenzdesign von Microchip Technology löst dieses Problem mit dem High-Voltage AC/DC-Hilfs-Controller MCP1012 und demonstriert damit die Möglichkeit, die unabhängige Bias-Stromversorgung in vielen Anwendungen zu eliminieren. Der Offline-Hilfs-Controller ermöglicht es dem System, die Steuerung der Stromversorgung und des Arbeitszyklus auf eine sekundäre MCU zu übertragen. Die Steuerung zwischen System und Last lässt sich präziser und zielgerichteter koppeln – durch ein vereinfachtes Design, das Größe und Kosten einspart.

Das Referenzdesign basiert auf einer patentierten isolierten Rückkopplung. Diese Inde-Flux-Transformatortechnik wird an Würth Elektronik eiSos lizenziert, wo sie im Inde-Flux-Transformator (Teile-Nr. 750318659) zum Einsatz kommt – dem ersten Transformator, der von Würth Elektronik eiSos mit dieser Technik gefertigt und als Bestandteil des 15W-MCP1012-Offline-Referenzdesigns von Microchip angeboten wird. Der Transformator kombiniert die Signalstärke und -kommunikation in einem Bauteil, sodass keine optische Rückkopplung oder ein unabhängiger Signaltransformator erforderlich ist. Es besteht auch die Möglichkeit, herkömmliche Ansätze mit einem planaren Impulstransformator für das Referenzdesign zu verwenden. Das Design bietet auch die Möglichkeit, mit herkömmlichen Optokopplern und Signaltransformatoren zu arbeiten. Die sekundärseitige Steuerung wird dann durch eine Kombination aus Transformator und dem neuen AC/DC-Controller MCP1012 von Microchip zusammen mit der eigenen 32-Bit-MCU der SAM-D20-Serie ermöglicht.

Der primärseitige Hilfs-Controller MPC1012 ermöglicht den Systemstart, das Gating und den Schutz eines Offline-Sperrwandlers für die sekundäre MCU. Der Baustein bietet zahlreiche Vorteile wie direkte Messung und aktive Regelung von Spannung und/oder Strom, hohe Schleifenbandbreite durch direkten Schleifenschluss und vereinfachte Kommunikation für lastbezogene Systeme.

Das 15W-MCP1012-Offline-Referenzdesign stellt die wichtigsten Elemente für eine 15W-Offline-Stromversorgung mit der erforderlichen Firmware bereit, um die Hilfsstromversorgung auf der Primärseite zu eliminieren. Dies verringert die Komplexität des Systems und erübrigt Optokoppler in vielen Anwendungen wie Geräten und intelligenten Lautsprechern. Der Inde-Flux-Transformator lässt sich zusammen mit Würth Elektronik eiSos nach Bedarf auf Standard- und kundenspezifische Transformatordesigns für verschiedene Spannungen und Leistungsstufen skalieren.

»Die Kombination unserer Inde-Flux-Technik in einem Transformator von Würth Elektronik eiSos, dem AC/DC-Controller MCP1012 und unserer 32-Bit-MCU der SAM D20-Serie schafft eine einzigartige Lösung für das Offline-Power-Management«, so Rich Simoncic, Senior Vice President der Analog, Power und Interface Business Unit bei Microchip. »Diese Bauteile sorgen für eine einfachere und zuverlässigere Umsetzung der komplexen bidirektionalen Kommunikation zwischen Primär- und Sekundärkreisen, die in vielen isolierten Anwendungen mit Offline-Stromversorgung erforderlich ist. Kommt diese Lösung in Systemen mit einer sekundären MCU zum Einsatz, lassen sich bis zu 60% des Platzbedarfs für die Bias-Versorgung einsparen und die Kosten um 3 Dollar oder mehr senken.«

Das 15W-MCP1012-Offline-Referenzdesign umfasst ein Benutzerhandbauch, Schaltpläne und Stücklisten, Designdateien, Firmware sowie eine Demo-Einheit. Microchip bietet auch ein 1W-Evaluierungsboard (DT100118) für den AC/DC-Controller MCP1012.

 

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