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Un convertisseur abaisseur CC-CC empilable optimise la densité de puissance des alimentations de FPGA et de processeurs à haute intensité

09/03/2020 16h20, par Texas Instruments

Un convertisseur abaisseur CC-CC empilable optimise la densité de puissance des alimentations de FPGA et de processeurs à haute intensité
Le nouveau convertisseur SWIFTTM de TI fournit un courant en sortie de 160 A et améliore les performances thermiques des applications de communication, professionnelles et industrielles.
 
DALLAS (9 mars 2020) – Texas Instruments (TI) (NASDAQ : TXN) lance un nouveau convertisseur SWIFTTM CC-CC 40 A, le tout premier à permettre d'empiler jusqu'à quatre circuits intégrés. Le convertisseur abaisseur PMBus TPS546D24A est capable de fournir un courant de 160 A à une température ambiante de 85 °C – soit quatre fois plus que les circuits intégrés de puissance concurrents. Le TPS546D24A est le convertisseur CC-CC 40 A le plus efficace du marché. Il permet ainsi aux ingénieurs de réduire la puissance dissipée de 1,5 W dans les centres de données haute performance, les infrastructures professionnelles, médicales ou sans fil, ou encore les applications de réseau filaire. 
 

Réduire le volume de l'alimentation tout en optimisant ses performances thermiques

La taille de la solution et ses performances thermiques sont des considérations essentielles dans la conception d'alimentations destinées aux circuits FGPA (Field Programmable Gate Arrays) modernes. Grâce à sa capacité d'empilement unique, le convertisseur abaisseur TPS546D24A répond à ces deux problématiques. Il est doté d'une interface PMBus offrant un réseau de compensation interne sélectionnable, permettant ainsi aux concepteurs de circuits d'éliminer jusqu'à six composants de compensation externes et de réduire la taille globale de l'alimentation de puissance de plus de 10 % (ou 130 mm2) par rapport aux contrôleurs multiphasés classiques sur les circuits intégrés spécialisés (ASIC, Application Specific Integrated Circuits) ou les FGPA à haute intensité.
 
De surcroît, le TPS546D24A affiche une faible résistance thermique (8,1°C par watt) et une température de fonctionnement inférieure de 13 °C à celle des convertisseurs CC-CC concurrents ; il renforce ainsi la fiabilité des systèmes électroniques opérant dans des environnements chauds et difficiles, tels que les unités de base de bande ou les équipements d'essai automatisés. 

Améliorer l'efficacité à des fréquences de commutation élevées

Le recours à des convertisseurs CC-CC à fréquences de commutation élevées permet aux ingénieurs de réduire la taille de l'alimentation de puissance, et facilite la conception de systèmes à large bande passante. Le TPS546D24A affiche une fréquence de commutation de 1,5 MHz, afin de fournir un courant de 40 A par circuit imprimé tout en réduisant d'un tiers l'inductance et la capacité par rapport à des convertisseurs similaires. Afin de limiter la baisse d'efficacité généralement associée à des fréquences de commutation élevées, le TPS546D24A inclut un transistor MOSFET (transistor à effet de champ) 0,9 mΩ côté basse tension, assurant ainsi une efficacité 3,5 % supérieure à celle des convertisseurs abaisseurs CC-CC concurrents. Pour obtenir des informations plus détaillées sur l'optimisation des performances thermiques à des fréquences de commutation élevées, consultez l'article technique « Conception de l'alimentation de puissance des systèmes sur puce : optimiser les performances thermiques en 3 étapes ».

Respecter les exigences de précision de tension des alimentations des circuits FPGA

Les FPGA sont utilisés dans des applications très diverses. Pourtant, les ingénieurs qui conçoivent les alimentations de puissance de ces circuits sont souvent surpris par la précision de tension nécessaire pour les rails CC associés. Grâce au TPS546D24A, qui offre une marge d'erreur inférieure à 1 % sur la tension de sortie, ils sont en mesure de respecter plus facilement ces tolérances de tension très restreintes. De plus, grâce aux commandes PMBus et aux connexions de broches entièrement configurables, il est possible de surveiller plus précisément le courant afin de détecter les défaillances et d'éviter de compliquer exagérément la conception. Afin d'en savoir plus sur la conception d'alimentations de puissance pour les circuits FPGA, lisez la note d'application « Garantir une précision de tension de sortie supérieure à 1 % grâce au TPS546D24A ».
 

Disponibilité et tarifs

Le TPS546D24A est désormais disponible auprès de TI et des distributeurs agréés dans ) un boîtier QFN (quad flat no-lead) à 40 broches de 5x7 mm au prix minimum de 4,27 US$ pour 1 000 unités. Le module d'évaluation TPS546D24AEVM est disponible sur TI.com pour 199 US$. Des échantillons de préproduction des convertisseurs CC-CCTPS546B24A (20 A) et TPS546A24A (10 A), compatibles broche à broche, sont disponible dès à présent, exclusivement auprès de TI, au prix minimum de 3,25 US$ et 2,49 US$ pour 1 000 unités respectivement.

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