🚀 Inovações Eletrônicas em Destaque 12/07: Circuito Integrado de Gerenciamento de Energia IoT-Ready, Microfone MEMS para Automóveis

De indutores de potência semisselados de grau automotivo a IGBTs de 600 V para eletrônica de potência de alta densidade, confira alguns dos produtos e soluções mais recentes lançados no mercado. Outros destaques incluem um computador embarcado de alta qualidade para defesa e avionics e um microfone MEMS para sistemas de áudio automotivos.

Confira a galeria anterior de Inovações tecnológicas aqui.

IGBTs de 600 V Avaliados como Diodos de Recuperação Reversa Rápida e Suave

Os novos IGBTs de 600 V da Nexperia possuem uma construção avançada de campo-stop (FS) com porta em trincheira, que permite armazenamento de portadores, proporcionando um desempenho de baixa perda de condução e comutação, com altos níveis de robustez em temperaturas de até 175°C.

Os IGBTs oferecem maior densidade de potência em uma variedade de aplicações, desde acionamentos de motores, incluindo acionamentos de motores industriais de 5 a 20 kW (a 20 kHz), até fontes de alimentação ininterruptas (UPS), inversores de string solar, carregadores rápidos de veículos elétricos, robótica, elevadores e outros sistemas. A nova família de IGBTs de 600 V, começando com o modelo de 30 A, também é avaliada como diodos de recuperação reversa rápidos e suaves. Assim, eles podem ser usados em retificadores e circuitos bidirecionais ou para proteção contra condições de sobrecorrente.

Esses IGBTs foram projetados com distribuições de parâmetros muito precisas, permitindo que sejam conectados com segurança em paralelo. Além disso, uma redução na resistência térmica do novo dispositivo permite que ele lide com uma potência de saída mais alta, afirmou a Nexperia. Os clientes podem escolher entre as séries de IGBTs de 600 V de velocidade média (M3) e alta velocidade (H3).

Microfone MEMS Apresenta Resposta de Frequência Plana Abaixo de 10 Hz

A Infineon Technologies ampliou sua família de microfones MEMS automotivos XENSIV com o IM68A130A, que suporta uma resposta de frequência plana para frequências abaixo de 10 Hz e possui uma interface analógica. Ele complementa o lançamento do primeiro microfone MEMS automotivo digital da Infineon, o IM67D130A.

Além de sua resposta de frequência plana, o microfone MEMS apresenta uma resposta de fase estável e um roll-off de frequência muito baixa (LFRO = 10 Hz). Devido à sua alta relação sinal-ruído (SNR = 68 dB(A)) e ponto de sobrecarga acústica (AOP = 130 dBSPL), ele é adequado para ser usado como um microfone de uso geral em praticamente qualquer sistema de áudio. Sua faixa de temperatura de operação estendida de até 105°C permite o uso flexível dentro e fora do veículo.

O dispositivo também pode ser usado para beamforming e cancelamento ativo de ruído (ANC), onde os microfones são cuidadosamente posicionados ao redor do carro para detectar e depois suprimir sons internos. Uma onda sonora invertida é gerada pelos alto-falantes de áudio para cancelar o ruído e reduzir o nível sonoro no veículo. O uso de ANC em vez de amortecimento passivo reduz o peso do carro, o que oferece um impulso de eficiência para veículos elétricos.

O IM68A130A possui qualificação AEC-Q103-003, atendendo aos requisitos da indústria automotiva. Isso ajuda a reduzir o risco de falhas na qualificação de módulos e sistemas. Em termos de longevidade do produto, a Infineon afirmou que planeja fornecer o IM68A130A por pelo menos o ciclo de vida típico de um veículo.

Indutores de Potência de Grau Automotivo Vêm Parcialmente Blindados

Apresentando uma construção de fios de ligação soldados na parte inferior, uma nova série de indutores de potência parcialmente blindados de grau automotivo da Bourns traz maior resistência mecânica e estabilidade.

A empresa divulgou que a estrutura parcialmente blindada das novas séries SRN4012BTA e SRN4018BTA combina as características de indutores não blindados e blindados, e, portanto, estão sujeitos a menos radiação de campo magnético do que os indutores não blindados. Os indutores de potência com núcleo de ferrite e fio de cobre esmaltado oferecem valores de indutância de 0,47 a 100 µH e uma faixa de temperatura de operação de -55 a 125 °C.

As características dos indutores de potência parcialmente blindados são adequadas para sistemas críticos em missões nos setores automotivo, industrial e de telecomunicações, incluindo fontes de alimentação e conversores cc-cc, afirmou a Bourns.

Circuito Integrado de Gerenciamento de Energia com Recursos Avançados para Dispositivos IoT

Um circuito integrado de gerenciamento de energia desenvolvido pela Nordic Semiconductor oferece conversores buck duplos ultrarrápidos, comutadores/reguladores de tensão duplos e carregamento de bateria integrado para dispositivos IoT com restrição de energia.

Configurável por meio de sua interface compatível com I2C, o nPM1300 também possui uma ampla gama de recursos exclusivos de gerenciamento de sistema no chip, incluindo funcionalidade de redefinição rígida a partir de um ou dois botões, medição precisa de carga da bateria, watchdog de nível do sistema, aviso de perda de energia e recuperação de falha de inicialização. O nPM1300 opera com uma fonte de alimentação externa de 4,0 a 5,5 V ou uma tensão de bateria de até 2,4 V.

Os trilhos de energia duplos são regulados por conversores buck dc-dc separados, configuráveis de 1 a 3,3 V e com uma corrente máxima de 200 mA. Um par adicional de trilhos de energia pode funcionar como comutadores de carga, com capacidade de comutar correntes externas de até 100 mA, mas também podem atuar como reguladores LDO quando alimentados diretamente pelo nPM1300. Quando usados como LDOs, as saídas dos trilhos de energia podem ser configuradas entre 1 a 3,3 V com uma saída máxima de 50 mA. A tensão de entrada não regulada também pode ser usada como saída pelo nPM1300, de acordo com a empresa.

O nPM1300 carrega baterias de íon de lítio, LiPo e LiFePO4 de célula única, utilizando um módulo de carregamento linear que oferece uma corrente de carga de até 800 mA e suporta uma tensão de terminação programável de 3,5 a 4,45 V. Com recursos de modo de espera e modo de hibernação de corrente ultrabaixa, juntamente com um temporizador de despertar programável, o CI adiciona regulação térmica automática com temperatura máxima do chip programável durante o carregamento.

Outros recursos incluem detecção de porta USB com limites automáticos de corrente de 100 ou 500 mA por meio de USB ou até 1.500 mA por meio de USB-C. Há suporte para gerenciamento dinâmico de caminho de energia para utilizar a bateria quando a energia principal for removida. Também fazem parte do pacote 3 drivers de LED e 5 GPIOs que podem ser reconfigurados para controlar linhas de controle críticas no tempo, como alternativa a comandos seriais.

Placa de Computador Única VPX Resistente Utiliza Intel Xeon-D para Aumentar o Desempenho

Aproveitando o processador Intel Xeon D-2700, a placa de computador única (SBC) VPX resistente da Kontron traz computação embarcada de alto desempenho para ambientes hostis, incluindo aeroespacial e defesa.

Ideal para plataformas de computação de alta densidade, o VX370H é até 3 vezes mais rápido do que sua geração anterior. A SBC aproveita os modelos de processadores Intel Xeon D-2700 com 12, 16 e 20 núcleos, e pode ser facilmente adaptada para aplicações de tamanho, peso, potência e custo (SWaP-C), de acordo com a empresa. Ele também adiciona aceleração de hardware com instruções incorporadas para IA (VNNI) e processamento de sinais (AVX512).

O dispositivo apresenta uma ampla variedade de opções de conectividade, incluindo Ethernet de 100 Gb/s – uma novidade para cartões VPX 3U plug-in – e até 16 pistas de PCIe Gen 4 para evitar gargalos no plano de expansão.

Para extrair o máximo do CPU Xeon D de alto desempenho, a Kontron afirma que o VX370H possui a mais recente tecnologia de resfriamento por fluxo de ar VITA48 (AFT), que dissipa o calor de forma mais eficiente do sistema.

Conclusão

O avanço tecnológico apresentado neste artigo demonstra uma série de inovações significativas, desde a amplificação do desempenho em eletrônica de potência de alta densidade, até o aprimoramento de sistemas de áudio automotivos e computação embarcada robusta para defesa e avionics. Estas tecnologias ressaltam-se pela sua avançada eficiência, robustez, e funcionalidades que proporcionam maior confiabilidade e versatilidade.

Com relação às possíveis aplicações das tecnologias apresentadas, destacamos:

• Avanço da eficiência em acionamentos de motores e robótica, utilizando os novos IGBTs de 600 V da Nexperia, que oferecem alto desempenho e robustez, mesmo em condições extremas.
• Aumento da qualidade do áudio automotivo com a nova geração de microfones MEMS da Infineon, proporcionando melhor detecção e supressão de ruídos no veículo, além de ampla gama de aplicabilidade devido à sua alta relação sinal-ruído.
• Fortalecimento da resistência e estabilidade em sistemas críticos nos setores automotivo, industrial e de telecomunicações, utilizando os indutores de potência de grau automotivo parcialmente blindados da Bourns.
• Otimização do gerenciamento de energia para dispositivos IoT, utilizando o novo circuito integrado de gerenciamento de energia da Nordic Semiconductor, que oferece funcionalidades avançadas e uma grande variedade de recursos de gerenciamento.
• Aumento do desempenho em ambientes hostis, como aeroespacial e defesa, com a nova placa de computador única (SBC) VPX resistente da Kontron, potencializada pelo processador Intel Xeon D-2700.

Ademais, estas tecnologias podem impulsionar novas inovações, como:

• Desenvolvimento de sistemas de carregamento ultra-rápido para veículos elétricos, usando os IGBTs de 600 V em soluções de retificação e proteção contra sobrecorrente.
• Avanço de técnicas de cancelamento de ruído e beamforming em sistemas de áudio automotivos, utilizando os microfones MEMS da Infineon.
• Promoção de eficiência energética em dispositivos IoT com restrição de energia, usando o circuito integrado de gerenciamento de energia da Nordic Semiconductor.
• Implementação de soluções de computação embarcada robustas em ambientes adversos, utilizando a nova SBC VPX resistente da Kontron.
• Melhorias no desempenho e na estabilidade de sistemas críticos em missões nos setores automotivo, industrial e de telecomunicações, utilizando os indutores de potência de grau automotivo da Bourns.

Em resumo, as tecnologias apresentadas neste artigo têm o potencial de impulsionar a eficiência, a confiabilidade e a inovação em diversas áreas, oferecendo soluções avançadas para os desafios atuais e abrindo portas para novas possibilidades tecnológicas no futuro.

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