ROHM ha creado QuiCur™, una nueva tecnología de fuente de alimentación que mejora las características de respuesta transitoria de la carga (rendimiento de respuesta que comprende velocidad de respuesta y estabilidad de la tensión de la etapa siguiente) de los circuitos integrados de convertidor CC/CC (reguladores de conmutación) y los LDO (reguladores lineales).

En los últimos años, la continua electrificación de las aplicaciones en todas las áreas ha supuesto un incremento del número de componentes electrónicos además de los recursos de diseño necesarios. Debido a ello, existe una demanda cada vez mayor para reducir el número de condensadores utilizados para diversos fines, por ejemplo, la estabilización de los circuitos electrónicos. Por otro lado, para reducir la carga de diseño de los circuitos de fuente de alimentación al cambiar las especificaciones, se necesitan circuitos integrados de alimentación de alta calidad que ofrezcan un excelente rendimiento de respuesta y sean capaces de proporcionar un funcionamiento estable.

Por lo general, el circuito integrado de alimentación supervisa constantemente la tensión de salida para garantizar un funcionamiento estable de la fuente de alimentación e incluye un circuito de retroalimentación que ajusta con precisión la tensión de salida comparándola con una tensión de referencia interna. Disponer de mayor rapidez de respuesta permite invertir los cambios en la tensión de salida causados por las fluctuaciones de la tensión de entrada y/o la corriente de carga en menos tiempo. Por otro lado, acortar demasiado el tiempo de respuesta puede inestabilizar el funcionamiento del circuito y provocar que la tensión de salida oscile, y puesto que la velocidad de respuesta también resulta afectada por la capacitancia de salida, ha sido difícil hasta ahora conseguir el rendimiento de respuesta deseado.

La incorporación de la novedosa tecnología de respuesta de carga de alta velocidad QuiCur™ en los circuitos integrados de alimentación permite alcanzar el rendimiento ideal sin provocar inestabilidad en los circuitos de retroalimentación. Esto no solo permite reducir el número de componentes externos y el área de montaje al minimizar la capacitancia del condensador de salida requerido por el circuito integrado de alimentación, sino que además se habilita el ajuste lineal de la capacitancia y las fluctuaciones de la tensión de salida (relación proporcional constante negativa), con lo que se garantiza un funcionamiento estable incluso cuando la capacitancia aumenta debido a cambios en las especificaciones. Esto contribuye a reducir significativamente los recursos destinados al diseño de los circuitos de fuente de alimentación al proporcionar un funcionamiento estable con menos componentes externos.

ROHM trabaja actualmente en la comercialización de circuitos integrados de fuente de alimentación equipados con QuiCur™, y tiene previsto enviar muestras de circuitos integrados de convertidor CC/CC en abril y de los LDO en julio de este año.

La tecnología QuiCur™ en detalle
QuiCur™ resuelve los dos problemas de los circuitos de retroalimentación de los circuitos integrados de fuente de alimentación convencionales cuando se quiere obtener el máximo rendimiento de respuesta, es decir, (1) la región inutilizable generada en el rango de frecuencias inferior al área inestable, y (2) las variaciones en la frecuencia de cruce por cero (f0) debidas a la capacitancia de salida, mediante la división completa de las funciones del procesamiento de señal para la velocidad de respuesta (sistema de control) y la estabilidad de la tensión (sistema de compensación). El primer problema se ha resuelto utilizando un amplificador de error dedicado que no genera un área inutilizable en el circuito de retroalimentación.

Y para el segundo problema, hemos adoptado un amplificador de error de segunda etapa dedicado y hemos introducido una tecnología que permite ajustar el factor de amplificación (ganancia) mediante generación de corriente. Pese a que la frecuencia de cruce por cero puede variar en función de la capacitancia de salida conectada, al ajustar el factor de amplificación, la frecuencia de cruce por cero puede fijarse siempre en el límite (en la línea de separación) entre las regiones de control inestable y estable. Este sistema, en el que se comparten las funciones de los dos amplificadores de error, encuentra amplia aplicación en los circuitos integrados de fuente de alimentación, como los circuitos integrados de convertidor CC/CC y los LDO que incorporan circuitos de retroalimentación.

Combinación con la tecnología de control ultraestable Nano Cap™
Nano Cap™ proporciona un control estable de la salida del regulador lineal mejorando la respuesta en los circuitos analógicos y, a la vez, minimizando los factores parásitos relacionados con el cableado y los amplificadores. Esto permite reducir la capacitancia de salida a menos de una décima parte en comparación a las soluciones convencionales, y se elimina así la necesidad de un condensador a la salida del regulador lineal, además de garantizarse un funcionamiento estable con solo un condensador de 100 nF en el lado del MCU.
Aunque QuiCur™ por sí solo puede reducir la capacitancia de salida al orden de µF, la combinación con Nano Cap™ la reduce al orden de nF.

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