À mesure que les systèmes électroniques gagnent en puissance, la place disponible pour assurer leur alimentation et leur isolation devient une contrainte de conception. L’intégration des fonctions de conversion dans des modules compacts constitue alors l’une des voies permettant d’augmenter la densité de puissance.
La technologie IsoShield développée par Texas Instruments réunit dans un même boîtier multipuce un transformateur planaire haute performance et un étage de puissance isolé. Elle prend en charge différents niveaux d’isolation — fonctionnelle, de base et renforcée — et peut fournir une puissance atteignant 2W.
Réduire la surface occupée
Avec les modules UCC34141-Q1 et UCC33420, TI annonce une densité de puissance pouvant atteindre trois fois celle obtenue avec une solution équivalente utilisant des composants discrets, tout en réduisant la taille de la solution de près de 70%.
Cette intégration permet notamment de réduire le nombre de composants nécessaires autour de la fonction d’alimentation isolée et de simplifier son implantation sur la carte.
L'UCC34141-Q1 est proposé dans un boîtier de 5,85 × 7,5 × 2,6 mm et fonctionne avec une tension d'entrée comprise entre 6 et 20 V. L'UCC33420, destiné à une alimentation 5 V, adopte pour sa part un boîtier de 4× 5×1 mm.
Distribuer l’alimentation isolée
Au-delà de la miniaturisation, IsoShield permet de mettre en œuvre une architecture d’alimentation distribuée. TI met notamment en avant cette approche pour répondre aux besoins de sécurité fonctionnelle en évitant certains points uniques de défaillance.
L’intégration du transformateur et de l’étage de puissance au sein du module intéresse ainsi les applications automobiles, industrielles et les centres de données nécessitant une isolation renforcée.
De la traction électrique aux centres de données
Dans l’automobile, l’augmentation de la densité de puissance permet de réduire l’espace et le poids consacrés à l’électronique de conversion. L'UCC34141-Q1 cible notamment les architectures utilisées dans les véhicules électriques.
La technologie IsoShield a notamment été mise en œuvre par TI dans une conception de référence de convertisseur de traction SiC de 300 kW. Elle illustre l’intégration de l’alimentation isolée dans des systèmes combinant fortes puissances et contraintes d’encombrement.
Les centres de données constituent l’autre domaine mis en avant. L’augmentation de la puissance des processeurs, notamment pour l’IA, impose de distribuer et convertir davantage d’énergie dans un volume limité. TI a ainsi développé une architecture de distribution CC/CC de 800 V à 6 V, faisant notamment appel à des modules de puissance intégrant du nitrure de gallium, des isolateurs numériques et des microcontrôleurs.
Les UCC34141-Q1 et UCC33420 sont disponibles en quantités de préproduction et de production. Des modules d’évaluation, modèles de simulation et conceptions de référence sont également proposés.
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