🚀 Inovações Eletrônicas em Destaque: Chaves de Alta Tensão, ADCs de Áudio de Alto Desempenho

Uma família de chaves de alta tensão galvanicamente isoladas para pisos de fábricas inteligentes é apresentada, juntamente com um conjunto de ADCs de baixa potência e alto desempenho voltados para equipamentos de áudio profissional. Outros destaques incluem um módulo transformador de 50 kW com recursos exclusivos para dissipação de calor e um MCU Cortex-M3 especificamente projetado para funcionar enquanto seu firmware está sendo atualizado.

Isolamento Galvânico em uma Chave de Oito Canais de Alta Tensão

Uma família de chaves de oito canais energeticamente eficientes da STMicroelectronics combina isolamento galvânico para robustez, juntamente com uma ampla gama de recursos de proteção e diagnóstico para alta confiabilidade e recuperação de falhas.

Essas chaves de alta tensão, incluindo as versões ISO808, ISO808A, ISO808-1 e ISO808A-1, são usadas para acionar cargas industriais capacitivas, resistivas e indutivas com um lado conectado ao terra. Assim, elas são ideais para controladores lógicos programáveis (PLCs) e computadores industriais, onde o isolamento é necessário para proteção contra falhas. Elas podem ser usadas para atender a padrões, incluindo o IEC 61000 para descarga eletrostática (ESD), transientes elétricos e imunidade a campos magnéticos de frequência de energia.

As versões ISO808 e ISO808A mantêm um limite de corrente de 0,7 A, enquanto as versões ISO808-1 e ISO808A-1 possuem um limite de 1 A. As versões ISO808 e ISO808-1 também possuem um pino de entrada separado para cada canal e permitem controle direto ou operação síncrona acionando todas as saídas simultaneamente. As versões ISO808A e ISO808A-1 incluem uma entrada serial SPI e um indicador de energia boa (Pgood) de dreno aberto para auxiliar no gerenciamento do sistema.

Proteção contra sobrecarga é suportada pelas chaves de alta tensão. Quaisquer canais não sobrecarregados podem continuar operando normalmente, e quaisquer canais sobrecarregados são desligados independentemente e reiniciados para permitir uma recuperação rápida com intervenção mínima. O canal é desligado se a falha, detectada monitorando a temperatura do dispositivo e do invólucro, persistir. Todas as chaves contêm um pino dedicado de indicação de falha.

Desconexão do terra, proteção de polaridade reversa, curto-circuito e proteção térmica do invólucro também fazem parte do pacote. O desligamento por subtensão para os trilhos de alimentação do lado de controle (VDD) e do lado de processo (VCC) é outro destaque do dispositivo.

MCUs Arm Cortex-M3 funcionam por meio de atualizações de firmware

A nova série de microcontroladores (MCUs) Arm Cortex-M3 da Toshiba apresenta 1 MB de memória flash para código, dividida em duas áreas separadas de 512 kB cada. Como resultado, o firmware pode ser atualizado sem interromper a operação.

A implementação permite que as instruções sejam lidas de uma área, enquanto o código atualizado é programado na outra área em paralelo. Por fim, o MCU utiliza uma função de troca de área para fazer a transição perfeita para o novo firmware.

A Toshiba afirmou que os chips aprimoram sua série M3H de MCUs Cortex-M3, não apenas expandindo a memória flash de código para até 1 MB, mas também dobrando a RAM para 130 kB. A série M3H pertence à família TXZ+ Advanced Class da empresa, que é baseada em um nó de 40 nm. Ela aproveita um núcleo Cortex-M3 com clock de 120 MHz e, para flexibilidade, uma ampla variedade de interfaces (UART, TSPI e I2C).

As MCUs do Grupo 2 da série M3H integram um ADC de alta velocidade e alta precisão de 12 bits, com um máximo de 21 canais selecionáveis a partir de dois tempos de amostragem para cada pino de entrada analógica. Elas também são adequadas para controlar motores AC e motores CC sem escova, pois o ADC de alta velocidade pode operar sincronamente com o circuito avançado de controle de motor programável e o circuito de entrada de codificador avançado nas MCUs.

O mais recente kit de desenvolvimento da Arduino na família “Pro” é o Portenta C33

Direcionado para aplicações de automação industrial, o kit da Arduino é baseado em um MCU Arm Cortex-M33 e vem com um módulo Wi-Fi e Bluetooth LE para conectividade sem fio.

No centro da placa Portenta C33 está o microcontrolador RA6M5 da Renesas, que opera com clock de até 200 MHz e possui 512 kB de SRAM, 2 MB de flash, Arm TrustZone e um mecanismo de criptografia para segurança. O pacote também inclui armazenamento flash QSPI de até 16 MB e tem uma faixa de temperatura de -40 a +85 °C. Um elemento seguro também está incorporado para segurança em nível de hardware.

O Portenta C33 inclui uma ampla variedade de interfaces periféricas, incluindo CAN, SAI, SPI e IC, e adiciona uma única porta USB Type-C de alta velocidade com entrega de energia (PD). Também está equipado com Ethernet de até 100 Mb/s para conectividade com fio.

A unidade pode ser programada com a Arduino IDE ou outras ferramentas, incluindo o MicroPython, e suporta atualizações remotas do firmware por meio da nuvem IoT da Arduino ou outros serviços, afirmou a Arduino. A nova placa tem preço de US$ 65.

ADCs de Alto Desempenho Miram Equipamentos de Áudio Profissional

A Cirrus Logic lançou uma família de conversores analógico-digital (ADCs) de alta precisão, ideais para equipamentos de áudio de estúdio e consumo, oferecendo o que o fornecedor chama de “reprodução mais fiel do som, do instrumento ao ouvido”.

A nova família Pro Audio, incluindo o ADC estéreo CS5302P, o ADC de 4 canais CS5304P e o ADC de 8 canais CS5308P, são conversores de resolução de 32 bits que suportam entrada analógica diferencial com taxas de amostragem de até 768 kHz. O alto desempenho se enquadra em um orçamento de energia de 25 mW por canal. Um esquema de controle simples, juntamente com um único trilho de energia e uma configuração de sincronização flexível, possibilitam uma integração fácil em um sistema, de acordo com a empresa.

Uma das características mais avançadas é o controle de ganho híbrido, que redefine o projeto de ganho de pré-amplificador de microfone para reduzir o ruído de estalo e simplificar o sistema como um todo. Ao co-localizar os estados de ganho analógico e digital em um único dispositivo, as transações de ganho entre os dois são correspondidas. Como resultado, o projeto existente de pré-amplificador de microfone pode permanecer inalterado. Segundo a Cirrus Logic, o controle de ganho híbrido é adequado para qualquer pessoa que esteja implementando controle de ganho de pré-amplificador de microfone.

Os ADCs utilizam um modulador sigma-delta multibit seguido de filtragem digital e decimação para fornecer uma faixa dinâmica de 126 dB para o CS5302P e 123 dB para o CS5304/8P. A distorção harmônica total + ruído (THD+N) para todos os produtos é inferior a -110 dB.

Os ADCs são controláveis e configuráveis usando o software SoundClear Studio da Cirrus Logic.

Transformador de 50 kW de Alta Eficiência para Carregadores Rápidos de VE

Um compacto módulo de transformador de 50 kW projetado pela Premo integra uma bobina ressonante para a topologia LLC, permitindo uma entrega de energia eficiente de até 99% e redução das perdas de comutação.

Adequado para estações de carregamento rápido que atendem ao crescente mercado de veículos elétricos, o transformador é alojado em uma caixa de alumínio resfriada a ar com dimensões de 300 x 174 x 100 mm. Para facilitar a dissipação eficaz do calor, o BCBM-50KW-001 é projetado com aletas internas que funcionam em conjunto com resina termocondutora para transferir o excesso de energia térmica para fora da embalagem.

O uso de fios Litz com isolamento triplo melhora ainda mais a dissipação térmica, de acordo com a Premo, ao mesmo tempo que acomoda a expansão e contração térmica. O isolamento é macio e flexível, reduzindo o risco de danos causados por flutuações de temperatura e aumentando a confiabilidade e durabilidade a longo prazo. O design multicore com espaço distribuído, combinado com núcleos de ferrite de manganês-zinco (MnZn), melhora a proteção geral e estabilidade térmica do transformador.

Conclusão

Os avanços tecnológicos apresentados neste artigo trazem soluções inovadoras para diversas áreas, desde automação industrial até equipamentos de áudio profissional e carregadores rápidos para veículos elétricos. Essas tecnologias destacam-se por sua eficiência, desempenho e recursos avançados, que proporcionam maior confiabilidade, proteção e facilidade de integração.

Com relação aos possíveis usos das tecnologias apresentadas, destacamos:

1. Automação industrial em fábricas inteligentes, utilizando as chaves de alta tensão galvanicamente isoladas para acionar cargas industriais de forma segura e eficiente.
2. Equipamentos de áudio profissional de alta qualidade, aproveitando os ADCs de alto desempenho para obter uma reprodução fiel do som.
3. Sistemas de controle lógico programável (PLCs) e computadores industriais, que podem se beneficiar do isolamento galvânico das chaves de alta tensão.
4. Estações de carregamento rápido para veículos elétricos, utilizando o transformador de 50 kW de alta eficiência para fornecer energia de forma rápida e eficiente.
5. Controle de ganho em pré-amplificadores de microfone, com o uso do controle de ganho híbrido dos ADCs de áudio para reduzir ruídos e simplificar o sistema.

Além disso, essas tecnologias também podem impulsionar o surgimento de novas inovações, tais como:

1. Desenvolvimento de dispositivos de áudio de realidade virtual e aumentada, proporcionando uma experiência sonora imersiva e de alta fidelidade.
2. Integração de sistemas de carregamento rápido em redes inteligentes de energia, permitindo uma recarga eficiente e coordenada de veículos elétricos em diferentes pontos de carregamento.
3. Utilização de técnicas avançadas de processamento de sinal nos ADCs de áudio para melhorar a qualidade de áudio e permitir a criação de novos efeitos sonoros.
4. Implementação de soluções de controle e monitoramento remoto baseadas em nuvem, aproveitando as capacidades de atualização remota de firmware dos MCUs Cortex-M3.
5. Avanços na tecnologia de transformadores de alta potência para permitir o desenvolvimento de sistemas de carregamento ultrarrápidos para veículos elétricos de próxima geração.

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 desafios atuais e abrindo portas para novas possibilidades tecnológicas no futuro.