Un estudio experimental comparativo de convertidores DC-DC galvánicamente aislados: tecnología de aislamiento y enfoque de integración
Autores: Ragonese, Egidio; Spina, Nunzio; Parisi, Alessandro; Palmisano, Giuseppe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un estudio experimental comparativo de convertidores DC-DC galvánicamente aislados: tecnología de aislamiento y enfoque de integración
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Enfoques
Galvánicamente aislados
Convertidores DC-DC
Radiofrecuencia
Acoplamiento de microtransformador
Tecnología de aislamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Este documento revisa enfoques de última generación para convertidores DC-DC aislados galvánicamente basados en el acoplamiento de micro-transformadores de radiofrecuencia (RF). Se analizan la tecnología de aislamiento, el nivel de integración y los problemas de fabricación para resaltar los pros y los contras de las implementaciones completamente integradas (es decir, dos chips) y de sistemas en paquete de múltiples chips (SiP). Específicamente, se comparan dos tecnologías básicas de aislamiento diferentes, que explotan transformadores integrados de óxido grueso y transformadores independientes de poliimida, respectivamente. Con este fin, se comparan los resultados previamente disponibles logrados en una tecnología de aislamiento completamente integrada (es decir, transformador integrado de óxido grueso) con el rendimiento experimental de un convertidor DC-DC para aplicaciones de controlador de compuerta de 20 V, diseñado e implementado específicamente aprovechando un transformador de poliimida independiente. La comparación destaca que un rendimiento similar en términos de eficiencia energética se puede lograr a niveles de potencia de salida más bajos (es decir, alrededor de 200 mW), mientras que el enfoque completamente integrado es más efectivo a niveles de potencia más altos con una mejor densidad de potencia. Por otro lado, el enfoque del transformador de poliimida independiente permite una mayor flexibilidad tecnológica para la circuitería activa, siendo menos costoso y adecuado para el aislamiento reforzado.
Descripción
Este documento revisa enfoques de última generación para convertidores DC-DC aislados galvánicamente basados en el acoplamiento de micro-transformadores de radiofrecuencia (RF). Se analizan la tecnología de aislamiento, el nivel de integración y los problemas de fabricación para resaltar los pros y los contras de las implementaciones completamente integradas (es decir, dos chips) y de sistemas en paquete de múltiples chips (SiP). Específicamente, se comparan dos tecnologías básicas de aislamiento diferentes, que explotan transformadores integrados de óxido grueso y transformadores independientes de poliimida, respectivamente. Con este fin, se comparan los resultados previamente disponibles logrados en una tecnología de aislamiento completamente integrada (es decir, transformador integrado de óxido grueso) con el rendimiento experimental de un convertidor DC-DC para aplicaciones de controlador de compuerta de 20 V, diseñado e implementado específicamente aprovechando un transformador de poliimida independiente. La comparación destaca que un rendimiento similar en términos de eficiencia energética se puede lograr a niveles de potencia de salida más bajos (es decir, alrededor de 200 mW), mientras que el enfoque completamente integrado es más efectivo a niveles de potencia más altos con una mejor densidad de potencia. Por otro lado, el enfoque del transformador de poliimida independiente permite una mayor flexibilidad tecnológica para la circuitería activa, siendo menos costoso y adecuado para el aislamiento reforzado.