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ON Semiconductor®, leader des innovations à haut rendement énergétiques, annonce le premier contrôleur totem pole de PFC (Power Factor Corrector) dédié au mode de conduction critique (critical conduction mode, CrM), le tout nouvel ajout à son ensemble de solutions pour les alimentations hors ligne à ultra haute densité.

Dans les circuits PFC classiques, les diodes du pont redresseur représentent environ 4 W des pertes dans une alimentation de 240 W, soit environ 20 % des pertes totales. En revanche, les étages PFC sont généralement efficaces à 97 % et le circuit LLC atteint des performances similaires. Cependant, en remplaçant les diodes à pertes par des commutateurs dans une configuration « totem pole » et en se servant de la fonction de suralimentation PFC boost, il est possible de réduire les pertes au niveau du pont et d’améliorer considérablement le rendement global. De plus, le NCP1680 peut s’adapter à tout type de commutateur, qu’il s’agisse d’un commutateur MOSFET au silicium à super jonction ou de commutateurs à large bande interdite tels que les dispositifs au carbure de silicium (SiC) ou au nitrure de gallium (GaN).

Ce contrôleur PFC totem pole NCP1680 CrM utilise une nouvelle architecture de limite en courant et une détection de phase de ligne tout en incorporant des algorithmes de contrôle éprouvés pour fournir une solution PFC totem pole rentable sans compromettre les performances. Au coeur de ce circuit intégré se trouve une boucle de contrôle numérique compensée en interne. Ce composant innovant utilise une architecture CrM à fonctionnement constant avec une commutation en vallée. Les normes d’efficacité modernes, comme celles qui nécessitent un rendement élevé à faible charge, peuvent également être respectées grâce au mode de conduction discontinue (discontinuous conduction mode, DCM) intégré avec activation synchronisée avec la vallée pendant le fonctionnement en repli de fréquence.

Ce dispositif hautement intégré permet la conception d’alimentation pour les télécommunications 5G, l’informatique industrielle et à haute performance, qui fonctionnent avec des tensions secteur universelles (90 - 265 Vac) à des niveaux de puissance recommandés allant jusqu’à 350 W. Avec une entrée secteur de 230 Vac, des circuits PFC basés sur le NCP1680 sont capables d’atteindre un rendement proche de 99% à 300 W. Seuls quelques composants simples sont nécessaires à l’extérieur pour réaliser un PFC totem pole complet, ce qui permet d’économiser ainsi de l’espace et de diminuer le coût des composants. Pour réduire encore plus le nombre de composants, la limitation de courant cycle par cycle est réalisée sans avoir besoin de recourir à un capteur à effet Hall.

Logé dans un minuscule boîtier SOIC-16, le NCP1680 est également disponible dans le cadre d’une plate-forme d’évaluation qui permet le développement et le débogage rapides de conceptions avancées de PFC totem pole.

Selon la technologie de commutation sélectionnée pour la branche rapide du totem pole, le NCP1680 peut être utilisé avec le pilote de porte HEMT GaN en demi-pont NCP51820 ou le pilote de porte MOSFET SiC isolé NCP51561. Le NCP51561 est un pilote de grille isolé à double canal avec une source de 4,5 A et une capacité en courant de crête de 9 A. Ce nouveau composant convient à la commutation rapide des MOSFET de puissance au silicium et aux composants MOSFET à base de SiC, affichant des délais de propagation courts et adaptés. Deux canaux de commande de grille indépendants à 5 kVRMS (norme UL1577) isolés galvaniquement peuvent être utilisés comme deux commutateurs de côté bas, deux commutateurs de côté haut ou comme pilote en demi-pont avec temps mort programmable. Une broche d’activation coupe les deux sorties simultanément et le NCP51561 offre d’autres fonctions de protection importantes telles que le verrouillage indépendant de sous-tension (under-voltage lockout, UVLO) pour les deux pilotes de grille et la fonction d’activation.

ON Semiconductor propose une large gamme de MOSFET SiC qui se distinguent par une efficacité accrue par rapport aux MOSFET en silicium. La faible résistance à l’état passant (RDS(on)) et la taille compacte de la puce garantissent une faible capacité et une faible charge de grille (Qg), ce qui permet d’obtenir un rendement maximal dans un système de taille réduite, augmentant ainsi la densité de puissance. ON Semiconductor a lancé des MOSFET SiC 650 V en boîtiers TO-247-4L et D2PAK-7L et continuera de faire croître ce portefeuille. De plus, ON Semiconductor propose une gamme complète de MOSFET SUPERFET® III 650 V à base de silicium.

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