Nowe rozwiązanie ładowania oparte na GaN firmy Renesas zapewnia moc 500 W dla urządzeń przemysłowych i elektroniki IoT

Firma Renesas Electronics, dostawca rozwiązań półprzewodnikowych, rozszerzyła swoją ofertę rozwiązań AC/DC i zasilaczy o nową platformę Half-Wave LLC (HWLLC) opartą na GaN, która obsługuje moc 500 W lub wyższą w systemach IoT, przemysłowych i infrastrukturalnych. Nowa topologia przetwornicy HWLLC pozwala na skalowanie ultra wydajnej, kompaktowej architektury zasilania od projektów klasy 100 W do 500 W, umożliwiając powstanie nowej generacji szybkich ładowarek do elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych urządzeń bez ograniczeń związanych z rozmiarem, wydzielaniem ciepła i wydajnością charakterystycznych dla starszych topologii.

Rozszerzone portfolio obejmuje cztery układy scalone kontrolerów oparte na zastrzeżonej technologii Renesas o zerowym poborze mocy w trybie czuwania (ZSP). Sercem rozwiązania jest RRW11011, kombinowany kontroler z przeplatanym korektorem współczynnika mocy (PFC) i HWLLC, zaprojektowany z myślą o wysokiej gęstości mocy i wysokiej wydajności. Kontroler PFC z regulacją przesunięcia fazowego eliminuje tętnienia, zmniejsza rozmiar i koszt komponentów. Kontroler kombinowany pozwala projektantom obniżyć temperaturę pracy, zapewniając jednocześnie szeroki zakres napięcia wyjściowego (od 5 V do 48 V) wymagany przez standard USB Extended Power Range (EPR) i inne systemy ładowania o zmiennym obciążeniu. Nowe rozwiązanie obejmuje również protokół USB Power Delivery (USB PD) i kontroler w pętli zamkniętej RRW30120, o mocy maksymalnej USB na poziomie 240 W, a także sterownik bramki GaN typu półmostkowego RRW40120 oraz inteligentny kontroler prostownika synchronicznego RRW43110. W połączeniu z konstrukcją zasilacza USB EPR (240 W) nowe rozwiązanie osiąga najwyższą w branży gęstość mocy (3 W/cm³) oraz szczytową sprawność na poziomie 96,5%.

Szeroki zakres mocy HWLLC, wynoszący 500 W, obejmuje ładowanie dużych telewizorów i monitorów, a także urządzeń takich jak odkurzacze, elektronarzędzia, oświetlenie zewnętrzne i przemysłowe oraz niektóre urządzenia medyczne. Nowa topologia AC/DC, oparta na HWLLC, pomaga również projektantom wyjść poza urządzenia ładujące USB-C o mocy 100 W i wdrożyć ładowanie USB EPR o mocy 240 W, aby zmniejszyć rozmiar zasilaczy w smartfonach, laptopach i wielu systemach do gier. Kompaktowa technologia szybkiego ładowania o dużej mocy firmy Renesas została ostatnio wbudowana w zasilacz oparty na GaN firmy Belkin. Ładowarka Belkin Z-Charger jest wyposażona w układ ZSP z zaawansowaną technologią GaN firmy Renesas w trybie zubożeniowym (d-mode) SuperGaN®.

– Ładowarka Belkin Z-Charger to znaczący krok w kierunku nowej ery ultra niskiego zużycia energii w trybie czuwania podczas szybkiego ładowania – powiedziała Jenny Ng, dyrektor generalna Belkin Asia.

GaN kluczowy dla zwiększenia wydajności i gęstości mocy

Technologia GaN stanowi podstawę układów AC/DC nowej generacji firmy Renesas, zapewniając wyższą wydajność przełączania, co pozwala na zmniejszenie rozmiarów elementów magnetycznych, ograniczenie strat oraz utrzymanie temperatury na odpowiednim poziomie. Technologia SuperGaN d-mode firmy Renesas wykorzystuje konfigurację kaskadową, która jest bardziej niezawodna i łatwiejsza w sterowaniu niż inne implementacje GaN, charakteryzuje się wyższym napięciem progowym i jest kompatybilna ze standardowymi sterownikami bramek krzemowych.

– Ekosystem HWLLC firmy Renesas łączy przeplatany PFC i rezonansową konwersję mocy w jedno, zharmonizowane rozwiązanie, które zapewnia ultrakompaktowe zasilanie AC/DC o szerokim zakresie napięcia, sprawdzoną wydajnością, niskim zużyciem energii w trybie czuwania oraz niezawodną obsługą integracji. Dzięki strategicznemu opracowaniu czterech zaawansowanych układów scalonych kontrolerów stworzyliśmy najbardziej zoptymalizowany, skoordynowany ekosystem, w którym każdy element przyczynia się do większej gęstości, lepszej termiki, zmniejszonego EMI/szumu i większej wydajności operacyjnej – powiedział Rohan Samsi, wiceprezes działu GaN w firmie Renesas.

Eliminując uzwojenie transformatora i zmniejszając liczbę komponentów, w porównaniu z tradycyjnymi implementacjami LLC, Renesas zmniejsza złożoność projektu i umożliwia stosowanie bardziej kompaktowych elementów magnetycznych. Ulepszenie to przyspiesza ponowne wykorzystanie projektów w różnych rodzinach produktów obsługujących różne moce, napięcia i formaty, jednocześnie poprawiając niezawodność i ułatwiając zarządzanie listą komponentów (BOM).