Couverture ElectroniqueS n°127

Avec sa famille Cool-ORing, Picor, filiale de Vicor produisant toute l'intelligence électronique des solutions de conversion d'énergie proposées par sa maison mère, offre des circuits tout-en-un pour réaliser des architectures d'alimentations redondantes. Si le nom de Vicor est relativement connu sur la place des produits de conversion d'énergie, celui de Picor, une de ses trois filiales, fondée en 2001, jouissait jusqu'à ce jour d'une relative discrétion. En effet, les productions de cette unité sans usines étaient intégralement destinées à l'intégration dans des modules d'alimentations, développés et assemblés par sa fratrie industrieuse dans les arts des modules briques et fractions de briques (Vicor BBU), et des architectures factorisées (VI Chip, voir l'article de Tendance, p. 34).Parmi les composants conçus par Picor, notons ses circuits de filtrage IEM de phénomènes transitoires, actif en entrée et sortie, et la gestion des insertions/extractions de modules d'alimentions à chaud. La filiale cherche à présent à ouvrir son porte-feuille de produits à une clientèle externe, s'appuyant sur ses composants de filtrage, de gestion d'aiguillage de puissance et, prochainement, sur des solutions de conversion d'énergie.La famille de circuits Cool-ORing répond à un besoin architectural de certains systèmes sensibles en termes de fiabilité, qui nécessitent la redondance de certaines fonctions vitales, telles que les alimentations. Généralement, deux types de dispositifs de gestion sont mis en &oelig;uvre : passifs ou actifs. Si les premiers sont relativement simplistes, constitués de diodes pour l'essentiel, et peu coûteux en composants, ils ont une fâcheuse tendance à présenter des rendements énergétiques médiocres et des dissipations thermiques délicates à gérer, dès qu'il s'agit d'aiguiller plusieurs dizaines ou centaines de watts de puissance. En effet, la puissance dissipée dans la jonction croît proportionnellement avec le courant, même avec des diodes de tension directe minime (Vf de l'ordre de 450 mV en technologie Schottky). Pour sa part, un mécanisme actif mettant en &oelig;uvre un Mosfet présentera de meilleures caractéristiques du point de vue des pertes d'énergie que les jonctions de diodes, avec des résistances à l'état passant d'au plus quelques milliohms, mais nécessitera un circuit de contrôle pour piloter le transistor de commutation, avec une réactivité rapide en cas de défaut sur la ligne d'alimentation (un court-circuit par exemple), rendant le système plus complexe. Aujourd'hui plus qu'hier, la chasse aux pertes par effet Joule est un facteur prépondérant dans le design, et les composants développés par Picor se proposent en solution d'actualité, arguant de l'économie sur la facture d'électricité plutôt que sur un gain immédiat de coût de fabrication vite dépassé à l'usage.Dix fois moins de pertes que les diodes SchottkyPrésentant un rendement bien supérieur aux solutions de redondance passives, les Cool-ORing annoncent des pertes énergétiques divisées par dix comparativement à une architecture à diodes Schottky. Les conséquences s'enchaînent naturellement : moins d'énergie thermique à dissiper et réduction de la taille des composants associés. Ces circuits Picor se divisent en deux gammes : ceux qui sont dévolus au contrôle de transistors de commutation externes, référencés PI2001, PI2002 et PI2003 ; et ceux qui proposent une solution complète, disposant d'un contrôleur et d'un Mosfet dans le même boîtier, mais ne partageant pas la même puce, sous les références PI2121, PI2122, PI2123 et PI2125.Les PI2001/02/03 sont disponibles en boîtiers TDFN 10 broches de 3 mm de côté ou SOIC 8 broches, délivrent un signal logique d'alarme en cas de défaut d'alimentation sur la charge et sont chacun adaptés à des architectures spécifiques. Le PI2001 est capable de piloter un transistor externe avec une tension de grille comprise entre 8,5 et 10,5 V et un courant typique de décharge de 4 A, pour un blocage de la jonction en un temps nominal de 160 ns. Le PI2002 est, quant à lui, dévolu au pilotage d'une paire tête-bêche de Mosfet, pour les architectures avec déconnexion de la charge. Le PI2003 s'intègre dans les structures redondantes à rails d'alimentations - 48 V, un classique des systèmes télécoms.Les circuits P212x sont uniquement encapsulés dans un boîtier LGA 17 broches, 5 x 7 mm. Les P2121/23/25 intègrent un seul transistor Mosfet canal N et se distinguent par les caractéristiques de ce dernier. Le P2121 vise les alimentations d'au plus 5 V avec une tenue en courant de 24 A. Pour le P2123, la limite supérieure de tension est de 9,6 V, pour 15 A, et pour le P2125, c'est au plus 12 V pour 12 A. Ces composants à transistors de commutation intégrés, ainsi que le P2001, disposent d'un mode maître/esclave pour les topologies parallèles : jusqu'à dix circuits peuvent fonctionner ainsi pour gérer les courants élevés. Quant au P2122, il intègre deux transistors montés tête-bêche et vise les applications 5 V/12 A.

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