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Desarrollando fuentes de alimentación auxiliares off-line

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Aumentando la demanda para una tensión superior de fallo

Otra tendencia importante en el diseño de una fuente de alimentación auxiliar es la demanda de una tensión de falla superior que cruza el MOSFET de potencia o BVDS.

En general, esto se relaciona con las dimensiones físicas del transistor, lo que significa que una mayor tensión de falla requiere un transistor de mayor tamaño. En muchos casos, esto provocaría que la solución fuera demasiado grande y costosa.

Para la mayoría de los conmutadores SMPS con MOSFET integrado, la tecnología utilizada debería ser plana. Con la misión de cumplir las restricciones del mercado en los que se refiere a tamaño y coste, esto se ha traducido en dispositivos con un BVDS de 700 V. Sin embargo, un BVDS superior aportaría mayor protección ante sobretensiones y picos de tensión, conduciendo a un producto final más robusto. Por este motivo, existe un creciente impulso para ofrecer conmutadores con mayor BVDS y, en consecuencia, una solución de bajo coste (BoM corta).

Como respuesta a esto, ON Semiconductor ha desarrollado un módulo conmutador que integra un controlador de SMPS con un MOSFET de potencia con tecnología SUPERFET 2 Super Junction, creando así un módulo que proporciona un BVDS de 800 V y puede ser fabricado en un pequeño encapsulado Dual-in-line de plástico. Esta familia revolucionaria es la primera en ofrecer una solución viable que contribuye a incrementar el rendimiento de producto y cumplir las demandas comerciales del mercado.

La familia FSL5x8 de conmutadores de modo corriente se encuentra disponible en un encapsulado PDIP-7 y consta de un controlador PWM y un MOSFET de potencia SUPERFET 2. Generalmente, alcanzar una tensión de falla de 800 W podría requerir el uso de un controlador y un MOSFET discreto (separado). No obstante, gracias a su tecnología SUPERFET 2, ON Semiconductor ha podido integrar ambos dispositivos en un encapsulado pequeño.

Esto permite a los diseñadores abordar el nivel superior del diseño de fuentes de alimentación auxiliares off-line de bajo consumo, alrededor de 40 W, con un dispositivo que se pueden utilizar en diseños flyback aislados (Figura 3) y no aislados (Figura 4).

Figura 3. Retroalimentación de un optoacoplador aislado (detección de línea habilitada).
Figura 3. Retroalimentación de un optoacoplador aislado (detección de línea habilitada).
Figura 4. Retroalimentación directa no aislada (detección de línea inhabilitada).
Figura 4. Retroalimentación directa no aislada (detección de línea inhabilitada).

La incorporación del amplificador de transconductancia que actúa como un comparador, en los productos NCP1067x y FSL5x8, facilita al diseñador el desarrollo de una fuente de alimentación flyback no aislada y, por lo tanto, optimiza la disponibilidad del espacio de tarjeta y minimiza la BoM.

Con la práctica totalidad de una PSU off-line de bajo consumo operando en modo flyback, estas dos novedades en el catálogo de fuentes de alimentación de ON Semiconductor aportan nuevos beneficios, con mejoras en rendimiento y fiabilidad, a través de una mayor integración que se traduce en un aumento de la densidad de potencia y una reducción de los costes (BoM).

Aunque todos los diseños de PSU no aisladas están limitados en la cantidad de potencia que pueden entregar, los desarrollos aquí descritos demuestran que es posible diseñar un conmutador que satisface las necesidades de los niveles inferiores y superiores del área de aplicación de PSU off-line de bajo consumo para fuentes auxiliares. Y como los convertidores flyback no aislados suelen ser más eficientes que las variantes aisladas, también se conseguirá cumplir los requisitos de los costes operativos.

El principal objetivo de emplear una PSU off-line auxiliar es reducir la corriente standby usada por el producto final. Al elegir un dispositivo muy integrado y optimizado para la aplicación, los desarrolladores ahora pueden hacer frente a la demanda de ocupar menor espacio de tarjeta y minimizar la lista de materiales.

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