česky english Vítejte, dnes je neděle 29. květen 2022

Osmina se rovná čtvrtině. Počty, které v EPC dávají smysl

DPS 5/2021 | Vývoj - články
Autor: Ing. Jan Robenek

Fyzické proporce spínaných zdrojů napájení popsané před slůvkem „Brick“ tradičními zlomky 1/4 a 1/8 mohou v praxi znamenat docela zásadní rozdíl. Díky moderní součástkové základně se však jejich parametry nemusí zase tak moc lišit, zvláště když v obou případech na výstupu obdržíme stejný jeden kilowatt. Dosahované vlastnosti drobnějšího řešení nám zdůvodňuje hustota výkonu 1 227 wattů na krychlový palec, zatímco společnost EPC pak už jen vysvětlí, jak něčeho takového komfortně dosáhnout.

Obr. 1 osazená deska (jpg)

Ze čtyřiceti osmi na dvanáct

Abychom byli přesní, v Efficient Power Conversion dávají takto vzniknout LLC měniči pracujícímu jako „DC transformátor“ s pevně daným převodovým poměrem 4 : 1 v závislosti na vstupním napětí, které se zde může pohybovat od 36 V až do 60 V. Vývojová deska EPC9149 představená letos v květnu [1] k dosažení jednokilowattové mety využije na primáru čtyř 100V tranzistorů FET eGaN® s označením EPC2218 doplněných na protější straně dohromady osmi 40V spínači EPC2024 téhož druhu. Návrh pak provozujeme na pevném kmitočtu 1 MHz. Na destičce osminového formátu z obr. 1 naměříme pouze 58,4 × 22,9 mm, tedy 2,30 × 0,90 palce, což je o poznání méně než u zapojení s tradičními křemíkovými součástkami, které již při stejném zatěžování výstupu požadují formát o velikosti celé jedné čtvrtiny, resp. dvojnásobnou velikost. Celková tloušťka měniče bez osazeného chladiče pak činí pouze 10 mm. Zátěž smí v takovém případě trvale odebírat něco málo přes 83 A, jen si k tomu potřebujeme připočítat průtok vzduchu alespoň 1700 LFM. Za předpokladu nainstalovaného chladiče se dále požadavek snižuje až na 400 LFM [2].

Obr. 2 FET (jpg)

Pro servery i datová centra

Zjednodušené schéma zapojení LLC modulu EPC9149 zachycuje obr. 2. Kromě výše zmiňovaných tranzistorů se zde rovněž uplatní budiče hradel uP1966A a LMG1020 na obou stranách bariéry nebo i šestnáctibitový číslicový kontrolér dsPIC33CK32MP102 o velikosti 4 × 4 mm s logem společnosti Microchip, který jsme na stránkách DPS Elektronika od A do Z v podobné souvislosti zmiňovali již loni [3]. Špičkovou účinnost 97,5 procenta návrh vykáže při 400 wattech, zatímco pro plné zatížení 12V výstupu proudem o velikosti 83,3 A již výrobce definuje 96,7 %.

Opět však musíme zdůraznit, že zmíněné řešení zde vystupuje jako návod určený zejména pro účely dalšího vývoje. Nejedná se tedy o žádný plnohodnotný měnič otestovaný na EMI, ale ani s posvěcením ze strany komise FCC, takže jej nelze v této podobě rovnou osazovat v koncových zařízeních. Aby však mohli vývojáři s návrhem pohodlně pracovat, mají na webu výrobce každopádně k dispozici vše potřebné, a to včetně schématu zapojení, rozpisky součástek i Gerber souborů. A rozměry výkonových součástek? Na vstupních 100V tranzistorech naměříme 3,5 × 1,95 mm, zatímco jejich větší protějšky zajišťující na sekundáru synchronní usměrnění dále pokaždé zaberou 6,05 × 2,3 mm.

Obr. 3 EPC (jpg)

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://epc-co.com/epc/EventsandNews/News/ArtMID/1627/ArticleID/2991/EPC%E2%80%99s-1-kW-48-V-to-12-V-LLC-Power-Conversion-Demonstration-Board-Delivers-Best-in-Class-Power-Density-of-1226-Win3-.aspx

[2] Vývojová deska EPC9149, https://epc-co.com/epc/Products/DemoBoards/EPC9149.aspx

[3] Spojte FETy eGaN® s DSC a na 300W zdroji naměříte 33 × 23 mm,https://www.dps-az.cz/vyvoj/id:73010/spojte-fety-egan-s-dsc-a-na-300w-zdroji-namerite-33-23-mm

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik