סימנס יישמה את טכנולוגיית iCoupler לפיתוח ספק כוח לווייני

6 פברואר, 2011

רכיבי iCoupler של אנלוג דיוייסז מספקים בידוד בין האות הנכנס לאות היוצא באמצעות שנאי זעיר המיוצר ברמת המוליך למחצה. באמצעותם בנתה סימנס בקר הספק בלוח PCB צפוף, המנתק במקרה תקלה יותר מ-100 ערוצים בתוך מספר מיקרו-שניות

רכיבי iCoupler מספקים בידוד בין האות הנכנס לאות היוצא באמצעות שנאי זעיר המיוצר ברמת המוליך למחצה

חברת סימנס פיתחה מערכת בקרת הספק עבור לווייינים המאפשרת לנתק מיידית את כל מקורות האנרגיה בתוך מספר מיקרו-שניות, כאשר מתגלה תקלה בלוויין. מערכת PowerSCOE של סימנס ארוספייס מאפשרת לנתק במהירות מעגלים חשמליים הופעלים בהספקים של כמה קילו-ואטים. סימנס מייעדת את הטכנולוגיה גם לשימוש קרקעי, במיוחד בתחום הרשת החכמה (Smart Grid).

שליטה במערכת אספקת החשמל בלוויין היאצ ורך קריטי מכיוון שכל תקלה במערכת יכולה לגרום לנזקים בכלי-הרכב ואף להשבתה כוללת. מנהל פרוייקט PowerSCOE בסימנס, אלפרד פוקס, הסביר שהמערכת כוללת יותר מ-100 מקורות הספק שונים, שכל אחד מהם היה זקוק לבידוד בין הכניסה והיציאה. "צפיפות ה-PCB הגבוהה שנדרשנו אליה דרשה פיתרון מיוחד, מעבר לפתרונות הקיימים כמו צימוד אופטי וממירי DC/DC".

כדי להתמודד עם הבעיה אימצה סימנס רכיבים של Analog Devices המבוססים על טכנולוגיית iCoupler, המבוססת על שימוש בשנאים זעירים בתוך השבב. בטכנולוגיית iCoupler ממיר ה-DC/DC של המבודד מספק הספק מיוצב ומבודד על עד 500mW במתחים של 5V ו-3.3V. טכנולוגיית השנאי ב- iCouplerמבודדת 4 ערוצי אותות דיגיטליים ואת אספקת הכוח, ובכך מצמצמת את מספר הרכיבים הדרושים.

"אספקת יכול בידוד הספק של חצי ואט ברכיבי SMT קטנים מאפשרת לספק יותר ערןצים מבודדים ביחידת שטח נתונה", אמר מנהל מוצרי iCoupler, דיוויד קרקאואר. לדבריו, כרטיס ההגנה במערכת PowerSCOE הוא בגודל של 380×470 מ"ב בלבד, וכולל 170 רכיבי iCoupler.

כיצד פועלים רכיבי iCoupler

טכנולוגיית iCoupler מבוססת על שימוש בשנאי בסדר גודל שבבי, במקום ב-LEDs ובפוטו דיודות המשמשים ברכיבי צימוד אופטי. באמצעות בניית השנאי ברמת השבב, ניתן לשלב אותו ישירות עם יכולות אחרות של חצאי-מוליכים במחיר נמוך. שנאים אלה מיוצרים בתהליך הכולל את שכבת המתכת בתהליך CMOS בחלקו התחתון של השנאי, ושכבות זהב בחלקו העליון המבודדות באמצעות שכבות פוליאמיד. מעגלי CMOS לוגיים המחוברים ישירות לחלקו העליון של השנאי ולחלקו התחתון, משמשים כממשקים בין השנאי לבין האותות החיצוניים.

אותות לוגיים נכנסים מזוהים באמצעות פולסים ברוחב של 1ns בצידו הראשי של השנאי. האותות עוברי מסליל אחד לסליל השני בשנאי, ומזוהים יל-ידי המעגל הלוגי ביציאה. בנוסף, השנאי כולל מעגל ריענון בכניסה, על-מנת לוודא שמצב המוצא זהה למצב הכניסה. למעגל זה חשיבות מיוחדת בתנאי הפעלה של המערכת, בתהליכים איטיים מאוד או במרווחים גדולים בין אותות DC שונים.

מכיוון שמטרת הרכיבים היא לבודד בין אותות הכניסה לאותות היציאה, צריך למקם את מעגל הכניסה בשבב נפרד מזה של מעגל היציאה. השנאי עצמו יכול להיות מוצר באחד משני השבבים, או ברכיב שלישי ניפרד (כפי שמופיע בתמונה, המתארת את התצורה של רכיבי ADuM140x). ערכת השבבים כולה מופיעה בתוך מארז פלסטיק משותף.

פורסם בקטגוריות: חדשות , רכיבים