Guide de sélection et technique pour les circuits intégrés d'alimentation isolés

^{4 septembre 2025 Actualités — Avec l'accélération de l'Industrie 4.0 et de l'intelligence automobile, la demande de solutions d'alimentation isolées haute performance continue de croître. Le driver de transformateur à faible bruit SN6505BDBVR de Texas Instruments devient un point central de l'industrie en raison de ses performances exceptionnelles en matière d'alimentation isolée. La puce fournit jusqu'à 1A de capacité de pilotage en sortie, prend en charge une large plage de tension d'entrée de 2,25 V à 5,5 V et permet plusieurs tensions de sortie isolées grâce à des transformateurs externes, ce qui la rend parfaitement adaptée à divers environnements d'application industriels exigeants.}

^{Le SN6505BDBVR est un driver de transformateur push-pull à faible bruit et à faibles émissions EMI, conçu pour les alimentations isolées compactes. Il pilote des transformateurs fins à prise centrale en utilisant une source d'alimentation CC de 2,25 V à 5 V. Ses caractéristiques de bruit et d'EMI ultra-faibles sont obtenues grâce à la vitesse de balayage contrôlée de la tension de commutation de sortie et à la technologie d'horloge à spectre étalé (SSC). Logé dans un petit boîtier SOT23 (DBV) à 6 broches, il convient aux applications à espace limité. Avec une plage de température de fonctionnement de -55 °C à 125 °C, il s'adapte aux environnements difficiles. L'appareil dispose également d'une fonction de démarrage progressif pour réduire efficacement le courant d'appel et éviter les courants de surtension élevés lors de la mise sous tension avec de gros condensateurs de charge.}

^{1. Le SN6505BDBVR démontre une excellente régulation de charge dans des conditions d'entrée de 5 V, maintenant une tension de sortie stable sur une large plage de charge de 25 mA à 925 mA, assurant un fonctionnement fiable de l'alimentation isolée.}

^{2. L'appareil atteint un rendement de pointe supérieur à 80 % dans la plage de charge de 300 à 600 mA. Cette conversion à haut rendement réduit considérablement la consommation d'énergie du système et les exigences de gestion thermique, offrant des avantages pour les conceptions de produits finaux compacts.}

^{1. Alimentation et activation : Prend en charge une large plage de tension d'entrée de 2,25 V à 5,5 V. Contrôle marche/arrêt via la broche EN, avec un courant d'arrêt inférieur à 1 µA.}

^{2. Oscillation et modulation : Oscillateur intégré de 420 kHz avec technologie d'horloge à spectre étalé (SSC) intégrée, réduisant efficacement les interférences électromagnétiques (EMI).}

^{3. Sortie d'alimentation : Utilise deux MOSFET N de 1 A dans une configuration push-pull pour piloter directement l'enroulement primaire du transformateur.}

^{4. Protection complète : Fournit une protection contre les surintensités de 1,7 A, un verrouillage en cas de sous-tension et un arrêt thermique à 150 °C pour assurer la sécurité du système.}

^{5. Contrôle de démarrage progressif : Circuits intégrés de démarrage progressif et de contrôle de la vitesse de balayage pour supprimer le courant d'appel et optimiser les performances EMI.}

^{Flux de travail principal}

• ^{La tension d'entrée est fournie via VCC, et la puce s'active après que la broche EN est réglée sur haut.}
• ^{L'oscillateur (OSC) génère une horloge haute fréquence, qui est transmise à la logique de commande après la modulation à spectre étalé (SSC).}
• ^{Le circuit de commande contrôle la conduction alternée de deux MOSFET (opération push-pull), générant un signal CA sur le primaire du transformateur.}
• ^{Le secondaire du transformateur fournit une tension isolée, qui est redressée et filtrée pour alimenter la charge.}
• ^{Le circuit de protection surveille en permanence le courant et la température, coupant immédiatement la sortie en cas d'anomalies.}

^{​Scénarios d'application}

^{Architecture de circuit principale}

^{Le circuit d'application typique du SN6505BDBVR est illustré sur la figure. Il adopte une topologie push-pull pour réaliser une conversion CC-CA, fournissant une sortie d'alimentation isolée via un transformateur. La conception comprend principalement les composants suivants :}

^{1. Alimentation d'entrée : Prend en charge une entrée CC de 3,3 V/5 V (plage de 2,25 V à 5,5 V), filtrée avec un condensateur électrolytique de 10 µF en parallèle avec un condensateur céramique de 0,1 µF.}

^{2. Noyau de commande : Pilote le primaire du transformateur via les broches D1 et D2, fournissant une capacité de sortie de 1 A avec une fréquence de commutation de 420 kHz.}

^{3. Redressement et filtrage : Utilise une diode Schottky MBR0520L pour le redressement, combinée à un réseau LC pour un filtrage efficace.}

^{4. Sortie régulée : Intègre en option un LDO TPS76350 pour une régulation précise de la tension, atteignant une précision de sortie de ±3 %.}

^{Analyse des modules de circuit clés}

^{1. Filtrage de l'alimentation d'entrée :}

^{La broche VCC nécessite un condensateur électrolytique de 10 µF (filtrage basse fréquence) et un condensateur céramique de 100 nF (filtrage haute fréquence), placés aussi près que possible des broches de la puce.}

^{2. Commande du transformateur :}

^{OUT1 et OUT2 conduisent alternativement avec un déphasage de 180 degrés pour piloter l'enroulement primaire du transformateur.}

^{Fréquence de commutation : 420 kHz pour SN6505B, 350 kHz pour SN6505A.}

^{3. Circuit de redressement :}

^{Utilise une topologie de redressement pleine onde avec deux diodes Schottky (MBR0520L).}

^{Exigences de sélection des diodes : Caractéristiques de récupération rapide et faible chute de tension directe.}

^{4. Filtrage de sortie :}

^{Réseau de filtrage LC, avec des condensateurs recommandés de type à faible ESR.}

^{Ondulation de sortie : Typiquement <50 mV.}

^{Consignes de conception et sélection des composants}
 

^{Spécifications du transformateur :}

^{Type : Transformateur à prise centrale}

^{Rapport de spires : Calculé en fonction des exigences d'entrée/sortie (par exemple, 1:1,2 pour une conversion de 5 V à 6 V)}

^{Courant de saturation : >1,5 A}

^{Modèles recommandés : Würth 750315240 ou série Coilcraft CT05}

^{Considérations de conception des applications}

^{1. Recommandations de disposition :}

^{Placez les condensateurs d'entrée aussi près que possible des broches VCC et GND.}

^{Gardez les traces du transformateur vers OUT1/OUT2 courtes et larges.}

^{Maintenez l'intégrité du plan de masse.}

^{2. Gestion thermique :}

^{Assurez-vous que la température ambiante reste inférieure à 85 °C pendant le fonctionnement continu à pleine charge.}

^{Ajoutez une feuille de cuivre pour la dissipation thermique si nécessaire.}

^{3. Optimisation EMI :}

^{Utilisez la fonction d'horloge à spectre étalé (SSC) intégrée de la puce.}

^{Ajoutez de manière appropriée des circuits d'amortissement RC.}

^{Gauche : Schéma fonctionnel du module}

^{Le schéma illustre les modules fonctionnels principaux et le flux de signaux au sein de la puce SN6505. Les fonctions de chaque section sont les suivantes :}

^{1. OSC (Oscillateur) : Génère le signal d'oscillation d'origine (fréquence foscfosc​), servant de « source d'horloge » pour l'ensemble du circuit.}

^{2. Diviseur de fréquence : Divise le signal de sortie de l'oscillateur pour générer deux signaux complémentaires (étiquetés S‾S et SS), fournissant la synchronisation fondamentale pour la logique de contrôle ultérieure.}

<sup>3. Transistors de sortie (Q1Q1​, Q2Q2​) : Contrôlés par G1G1​ et G2G2​ pour réaliser une « conduction/coupure alternée », sortant finalement les signaux de D1D1​ et D2D2​.
4. Alimentation et masse (VCCVCC​, GND) : Fournissent l'alimentation de fonctionnement et la masse de référence pour la puce.</sup>

^{Droite : Diagramme de synchronisation de sortie}

^{Le graphique de droite utilise le temps comme axe horizontal pour montrer les états de conduction/coupure de Q1Q1​ et Q2Q2​ au fil du temps. Le point clé est de comprendre la manifestation de « Break-Before-Make » :}

^{1. Dans le diagramme de synchronisation, les formes d'onde bleues et rouges correspondent aux signaux de contrôle (ou états de conduction) de Q1Q1​ et Q2Q2​, respectivement.}

^{2.L'observation le long de l'axe temporel révèle que Q2Q2​ ne s'allume (« Q2Q2​ on ») qu'après que Q1Q1​ est complètement éteint (« Q1Q1​ off ») ; de même, Q1Q1​ ne s'allume qu'après que Q2Q2​ est complètement éteint.}

^{3. Cette séquence de synchronisation de « casser l'un avant de faire l'autre » est une manifestation directe du principe « Break-Before-Make », empêchant efficacement les défauts causés par la conduction simultanée des deux transistors.}

^{Le SN6505BDBVR établit une nouvelle référence pour la conception d'alimentations isolées industrielles avec sa haute fréquence de commutation de 420 kHz, son rendement de conversion de plus de 80 % et ses excellentes performances EMI. Son boîtier SOT-23 compact et ses fonctionnalités hautement intégrées simplifient considérablement la conception des circuits périphériques tout en améliorant considérablement la fiabilité du système et la densité de puissance. La demande d'alimentations isolées efficaces et miniaturisées continuera de croître.}

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