Desarrollo de sistema de soporte con un enfoque basado en soluciones y flexibilidad tecnológica de doble vía

Las soluciones probadas de Toshiba ayudan a los diseñadores a reducir el tiempo y los costes de desarrollo.

Diseño de Referencia del Cargador EV Modular con Tecnología PFC de Toshiba, también conocido como el 'SiC Cube

Por Armin Derpmanns, Vice President Marketing & Operations Division, Toshiba Electronics Europe GmbH

A la hora de elegir componentes para sus equipos finales, los diseñadores de placas se enfrentan a un número, a veces abrumador, de opciones diferentes disponibles directamente de los fabricantes de semiconductores o de los distribuidores. Ante el reto de lanzar sus productos al mercado con rapidez, no disponen de tiempo para realizar una evaluación completa en laboratorio del rendimiento de cada uno de los componentes que cumplen las especificaciones que necesitan, por lo que su decisión final se basa probablemente en la relación entre el coste y la reputación de la marca del proveedor.

Sin embargo, elegir buenos componentes no garantiza que puedan combinarse para crear una buena solución, y muchos problemas sólo se ponen de manifiesto una vez que se ha llevado a cabo el diseño de la placa. Una opción para reducir el riesgo de que esto ocurra es simular un diseño, pero esto lleva tiempo y muchos diseñadores de placas no tienen acceso a un costoso software de simulación de circuitos. Toshiba reconoce esta presión y está respondiendo con ofertas "basadas en soluciones" que complementan sus productos independientes. Los diseñadores podrán utilizar estas soluciones probadas, desarrolladas con componentes de la amplia cartera de Toshiba, para mitigar los riesgos de que surjan problemas. Esto les permitirá concentrarse en añadir funciones innovadoras y hacer que los nuevos o existentes diseños sean más eficientes energéticamente y sostenibles sin temor a introducir errores involuntariamente. El SiC Cube de Toshiba, un concepto de diseño de referencia PFC, es un excelente ejemplo de este enfoque "basado en soluciones".

Desarrollado en su laboratorio de alta tensión de Düsseldorf, acelerará la implementación de sistemas de potencia Este bloque de construcción de corrección del factor de potencia (PFC) con una arquitectura multinivel se basa en la tercera generación de MOSFET SiC de Toshiba, así como en diodos de barrera Schottky y controladores de puerta inteligentes, para soportar un funcionamiento trifásico de 22 kW. Al disponer de componentes tan bien adaptados, ofrece una plataforma de diseño de referencia PFC sobre la que pueden desarrollarse sistemas de alimentación muy eficaces. Contiene placas puente de conmutación de potencia, además de placas de inductores y condensadores, conectadas a una placa microcontroladora TMPM4K, y su disposición de apilamiento modular en 3D permite un ahorro significativo de espacio y ofrece una alta densidad de potencia.

Ofertas tecnológicas "Twin-track" para resolver los problemas de hoy y de mañana
Los fabricantes de semiconductores innovan constantemente y se esfuerzan por lanzar nuevos productos basados en tecnologías emergentes. Aunque esto abre nuevas y apasionantes posibilidades para el futuro, a veces pierden de vista el hecho de que, mientras planifican el futuro, sus clientes siguen luchando por resolver los problemas actuales. Los semiconductores de banda ancha prohibida (WBG) son un buen ejemplo: si bien es cierto que abren nuevos horizontes a niveles de eficiencia hasta ahora inalcanzables en la conmutación de alta velocidad y alto voltaje, los productos basados en SiC y GaN tienen un sobrecoste considerable que muchos fabricantes de equipos no pueden permitirse. Además, la disponibilidad generalizada de estos productos es un fenómeno relativamente reciente y muchos diseñadores de placas tienen miedo de "romper" diseños probados para explotar lo que podrían ser sólo beneficios marginales permitidos por estas tecnologías, dependiendo de la aplicación.

Sencillamente, no todos los fabricantes de equipos quieren, necesitan o pueden permitirse cambiar a semiconductores WBG cha en este momento. A diferencia de muchas otras empresas de semiconductores, Toshiba ha reconocido este hecho y ha adoptado un enfoque de "doble vía" para el suministro de tecnología. Trabajando con sus clientes para identificar alternativas MOS o IGBT de alta potencia que puedan servir a su propósito actual, Toshiba se está tomando el tiempo necesario para formar y dar soporte a sus clientes sobre cómo hacer el cambio a dispositivos de banda ancha prohibida en el momento más apropiado para ellos.

El aislamiento de señales digitales de alto voltaje en aplicaciones industriales es otra aplicación en la que dos tecnologías distintas sirven a un propósito similar. En este caso, Toshiba es conocida por suministrar fotoacopladores ópticos líderes del mercado en tecnología de encapsulado específica para ofrecer propiedades como aislamiento de alta fiabilidad y excelente compatibilidad electromagnética (EMC). Por otro lado, Toshiba ha presentado recientemente una gama de aisladores digitales multicanal magnéticos de alta velocidad, que ofrecen una mejor inmunidad transitoria en modo común para las aplicaciones de conmutación de alto voltaje más recientes, otro ejemplo del enfoque tecnológico de doble vía de la empresa.

En el sector de la automoción, sus nuevos fusibles electrónicos están dando soporte a los fabricantes de equipos originales en su transición a una arquitectura zonal, pero Toshiba también sigue apoyando a los clientes que optan por utilizar relés mecánicos tradicionales. El encapsulado de dispositivos es otro ámbito en el que las innovaciones que resuelven un problema pueden crear otro. Es innegable que los nuevos encapsulados pueden ayudar a abordar los retos tecnológicos, pero pueden dificultar a los clientes la identificación de proveedores de "segunda fuente" adecuados. Algunas empresas de semiconductores están abandonando a sus clientes al dejar obsoletos productos para los que sigue existiendo una demanda latente en el mercado, y Toshiba pretende llenar ese vacío identificando y respondiendo a las necesidades de esas empresas: su gama de controladores de motores paso a paso y de CC con escobillas, presentada recientemente, demuestra este punto.

Apoyo a la creación de prototipos
A la hora de desarrollar nuevos sistemas complejos, los clientes desean cada vez más poder estudiar múltiples topologías diferentes y modelar implementaciones alternativas antes de comprometerse con un nuevo proyecto. Toshiba quiere apoyarles en estos esfuerzos y colabora con otros socios industriales y académicos para construir prototipos de sistemas que los clientes puedan utilizar para evaluar cómo funcionará conjuntamente una cadena de componentes. Por ejemplo, Toshiba mantiene una colaboración permanente con MikroElektronika (MIKROE) para producir placas de evaluación para aplicaciones de motores; la más reciente es la placa de desarrollo MIKROE Clicker 4 para la familia de MCU de control de motores M4K de Toshiba combinada con la Clicker 4 Inverter Shield. Se trata de una solución sencilla y rentable para experimentar con escenarios de control de motores BLDC.

Incluye un depurador a bordo y dispone de cuatro zócalos para conectar una amplia gama de diferentes placas MIKROE Click boards™, lo que permite añadir más funciones. El recientemente presentado MCU Motor Studio de Toshiba, que reúne herramientas de diseño basadas en PC, firmware de microcontrolador y hardware de evaluación de bajo coste para acelerar el tiempo de comercialización de las aplicaciones de control de motores alojadas en los microcontroladores (MCU) TXZ+™4A de Toshiba. Incluye un conjunto de firmware compatible con todas las estrategias habituales de control de motores energéticamente eficientes, incluida la conmutación de onda senoidal y el control vectorial orientado al campo (FOC), sin sensores o con detección de posición precisa. Yendo más allá del hardware, Toshiba está tratando de ampliar los límites de lo que puede ofrecer como empresa de semiconductores para demostrar sus capacidades investigando la viabilidad de desarrollar gemelos digitales para sistemas de hardware completos.

Las nuevas tecnologías deben complementar a las existentes antes de sustituirlas
El ritmo de innovación tecnológica es ahora tan rápido que los diseñadores que acaban de acostumbrarse a aprovechar las ventajas de una tecnología se encuentran de repente con una nueva tecnología "aún mejor" que se sienten presionados a utilizar. Esto les dificulta para saber qué tecnología deben utilizar y cuándo, y en lugar de simplificarles la vida, se la hace más difícil. Toshiba es plenamente consciente de las dificultades que el ritmo de la innovación está creando para los ingenieros del "mundo real" y está abordándolo de dos maneras: en primer lugar, asegurándose de seguir ofreciendo tecnologías complementarias para los ingenieros que no disponen de los recursos necesarios para hacer la transición de una tecnología heredada a otra nueva y, en segundo lugar, asegurándose de proporcionar las herramientas de hardware y software que los diseñadores necesitan para comprender las ventajas de las nuevas tecnologías, de modo que tengan plena confianza en su decisión cuando llegue el momento de hacer la transición.

www.toshiba.com

  Solicite más información…