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La gestion de puissance passe enfin au numérique

Jean-Charles Guézel

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La gestion de puissance passe enfin au numérique

Les puces Fusion Digital Power se situent à la frontière entre l'analogique et le numérique.

© DR

DES PUCES D'UN NOUVEAU TYPE offrent pour la première fois les atouts de la technologie numérique aux applications de conversion d'énergie.

Repenser la façon de gérer la puissance dans les systèmes électroniques : telle a été l'idée directrice de Texas Instruments lors de la mise au point de la famille de puces Fusion Digital Power. La puissance est, il est vrai, l'un des rares domaines de l'électronique où la révolution numérique s'est jusqu'à présent très peu faite sentir, voire pas du tout. Un peu en matière de contrôle moteur, beaucoup moins en conversion d'énergie, c'est-à-dire dans les alimentations.

Amplificateurs, comparateurs, composants analogiques en général, tels étaient, en effet, les ingrédients de tout bon circuit de power management. Avec cette nouvelle famille de circuits, Texas Instruments associe pour la première fois la puissance de traitement des DSP (processeurs numériques de signal) ou des microcontrôleurs, et l'expertise accumulée en matière de contrôle analogique. « La gestion d'énergie et le traitement du signal ont énormément évolué ces dernières années et ont donné lieu à la création d'un grand nombre de circuits spécialisés. Nous pensons qu'il y a désormais un grand intérêt à fusionner ces deux grandes fonctions sur une seule et même puce, et c'est précisément ce que nous réalisons avec cette gamme », explique Larry Spaziani, directeur de l'activité analogique haute performance de Texas Instruments pour l'Europe. Un fabricant qui est, précisons-le, numéro 1 mondial sur le marché des DSP et numéro 2 sur celui des circuits de gestion de puissance...

Pas encore tout à fait numériques, mais plus entièrement analogiques, les puces Fusion Digital Power consistent en un habile mélange des deux. Pourquoi proposer seulement maintenant une combinaison technologique que les possibilités d'intégration dans le silicium auraient en fait rendue possible il y a déjà plusieurs années ? « Parce que la complexité des systèmes d'énergie d'antan ne l'exigeait pas, ce qui est en revanche le cas des actuels correcteurs de facteur de puissance (PFC), redresseurs télécoms et autres alimentations sans coupure », poursuit Larry Spaziani.

Ce qu'apporte le contrôle numérique, c'est en l'occurrence l'absence de limite - ou presque - à la sophistication des algorithmes, l'extrême facilité de reconfiguration des différents paramètres (seuils, valeurs de références...) stockés en mémoire flash, ou encore la possibilité de mettre en place un certain nombre de fonctions, en matière de communication, de supervision et de diagnostic notamment. Et aussi de décliner ces différentes possibilités en fonction des produits par simple programmation, réduisant ainsi à la fois les coûts de fabrication et de design.

Faciliter la mise en place des gestions complexes

Au plan technique, les concepteurs vont pouvoir mettre en place assez simplement des stratégies de gestion délicates à maîtriser en analogique, dans le domaine du contrôle non linéaire et des systèmes adaptatifs en particulier. Le contrôle multiphase devient presque un jeu d'enfants, de même que le partage de la puissance entre différentes charges pour ne citer que ces deux exemples.

La gamme Fusion Digital Power compte pour l'instant trois grandes sous familles. L'UCD7xxx (au prix de 0,99 dollar par quantité de 1 000 pièces), le plus basique des trois, est présenté comme une interface agissant entre le contrôleur numérique et l'étage de puissance. Il comprend un pilote et un limiteur de courant. On trouve ensuite l'UCD8xxx (1,99 dollar) qui, en plus des fonctions de l'UCD7xxx, intègre un étage PWM (Pulse width modulation) et de la logique. Au sommet de la gamme, l'UCD9xxx (4,95 dollars) intègre les fonctions de l'UCD8xxx, en dehors de celles de l'UCD7xxx qu'il remplace par des dispositifs de communication, de supervision et de gestion des boucles de régulation.

Ce lancement est accompagné de la mise à disposition des designers d'un kit de démarrage (eZdsp), d'un environnement de développement (Code Composer Studio pour le DSP) ainsi que d'un ensemble d'algorithmes et de designs de référence disponibles sur le Web.

LES PERFORMANCES

Contrôleurs UCD9xxx Ils intègrent : - Un modulateur de largeur d'impulsions, jusqu'à 150 picosecondes de résolution - Un convertisseur analogique-numérique, jusqu'à 12 bits, 50 nanosecondes de temps de conversion - De la mémoire flash, jusqu'à 64 Kmots de programme et de données - Jusqu'à 48 ports d'entrée/sortie multifonctions

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