TI met le paquet sur les technologies d’isolation, notamment sur le 800 V
Les nouveaux relais statiques de l’Américain s’appuient sur une approche qui renforce la fiabilité tout en réduisant la taille et les coûts des solutions d’isolation par rapport aux relais électromécaniques et aux photorelais. Ils ciblent notamment le véhicule électrique, qui se tourne vers le 800 V, et prochainement l’industriel.
En plus de 20 ans d’expérience dans le développement des technologies d’isolation et des circuits intégrés pour les systèmes haute tension, Texas Instruments (TI) ne relâche pas son effort dans ce domaine. En témoigne le lancement d’une gamme de relais statiques isolés alliant fiabilité optimale, compacité et réduction des coûts dans les groupes motopropulseurs et les systèmes de gestion de batterie des véhicules électriques.
Le pilote de commutation isolé TPSI3050-Q1 à alimentation de grille 10 V intégrée, et le commutateur isolé TPSI2140-Q1 1400 V, 50 mA, que vient de lancer TI comportent une isolation de puissance et de signal et s’appuient, selon l’Américain, sur une approche unique qui renforce la fiabilité tout en réduisant considérablement la taille de la solution et les coûts par rapport aux relais électromécaniques et aux photorelais statiques existants.
« Ces composants répondent aux défis complexes de l’isolation pour garantir la fiabilité et la sécurité de fonctionnement des véhicules électriques, à l’heure où le secteur se tourne vers les batteries de 800 V, et, dans le même temps, réduire la taille et le coût des solutions en incorporant davantage de fonctionnalités à notre technologie d’isolation », souligne Troy Coleman, vice-président et directeur général chargé des commutateurs de puissance, des interfaces et des systèmes d’éclairage chez TI.
Plus précisément, les nouveaux relais statiques de l’Américain sont capables de connecter et de déconnecter les charges à travers une barrière d’isolation unique, en quelques microsecondes seulement – contre plusieurs millisecondes pour les relais électromécaniques – afin de faire fonctionner des systèmes automobiles haute tension de manière sécurisée. Avec son isolation renforcée jusqu’à 5 kV efficaces, le TPSI3050-Q1 affiche également une durée de vie dix fois supérieure à celle des relais électromécaniques. Quant au TPSI2140-Q1, il assure une isolation de base jusqu’à 3,75 kV efficaces et garantit ainsi une fiabilité de claquage diélectrique en fonction du temps quatre fois supérieure à celle des photorelais statiques.
Les solutions proposées ici par TI assurent par ailleurs le transfert de puissance et de signal sur une seule puce, et éliminent de ce fait au moins trois composants, expliquant ainsi la compacité de la solution et la réduction de 50% de son coût en matière de composants, évoquées par l’Américain. Le TPSI3050-Q1 intègre ainsi les fonctions d’une alimentation de puissance isolée, d’un isolateur numérique et d’un pilote de grille, pour une réduction de 90 % de la taille de la solution par rapport aux relais mécaniques. Le TPSI2140-Q1, quant à lui, peut diviser par deux l’encombrement par rapport aux solutions de photorelais statiques, en incluant un transistor à effet de champ et des résistances, et en éliminant la nécessité de recourir à un relais Reed.
Conçu pour assurer des mesures haute tension et une surveillance de l’isolation, le TPSI2140-Q1 s’associe à un moniteur de batterie tel que le BQ79631-Q1 pour détecter les défauts d’isolation sur les systèmes de gestion des batteries de 800 V plus rapidement et plus précisément que les photorelais statiques. Le TPSI2140-Q1 permet d’utiliser des résistances de moins de 1 MΩ et supporte un courant d’avalanche trois fois plus élevé que les photorelais classiques afin de sécuriser les interactions homme-machine.
Enfin, signalons que TI a également dévoilé l’UCC14240-Q1, un module d’alimentation de polarisation DC-DC isolé – qui s’appuie sur une technologie propriétaire de transformateur intégré signée TI pour assurer une grande puissance volumique, de faibles interférences électromagnétiques et un niveau de fiabilité élevé, et améliorer l’autonomie des véhicules électriques – mais aussi l’AMC23C12, annoncé comme le premier comparateur à isolation renforcée du marché. Ce dernier associe les fonctions des comparateurs classiques à une barrière d’isolation galvanique, tout en réduisant la taille de la solution de 50 % et en assurant une détection bidirectionnelle ultrarapide (moins de 400 ns) des surintensités et des surtensions au niveau de l’isolation.
