Panasonic este un furnizor de numeroase componente electronice inovatoare. Unul dintre cele mai importante grupuri de produse din acest sortiment sunt condensatorii proiectați pentru construirea circuitelor de alimentare pentru dispozitivele DC – aceștia includ elemente care se încadrează în parametrii celui mai recent standard USB-PD.
Cerințele recente ale standardului USB-PD, adică USB Power Delivery, în versiunea 3.1, stabilesc parametrii de alimentare crescuți care pot fi furnizați prin cabluri cu conectori USB C (de facto standard internațional pentru dispozitivele care necesită curent continuu). Acest lucru este legat de necesitatea construirii de convertizoare de rețea eficiente și compacte. Pentru a permite construcția acestora și a asigura o durată de viață lungă a produselor finale, compania Panasonic furnizează o serie de condensatori inovatori, care se remarcă prin dimensiuni reduse, durabilitate și o gamă largă de caracteristici. Mai jos prezentăm o secțiune a acestei oferte disponibilă direct din depozitele TME.
Standardul USB-PD 3.1
De-a lungul anilor, consumatorii și producătorii s-au confruntat cu problema lipsei standardelor internaționale în domeniul alimentării cu curent continuu. Deși sursele de energie pe bază de baterii și acumulatori au fost standardizate, utilizarea alimentatoarelor și încărcătoarelor de rețea s-a dovedit a fi problematică. De obicei, fiecare dispozitiv necesita un convertizor AC/DC separat, cu parametri și format de conector specifici: nu doar de dimensiunea și forma corectă, ci și de polaritate. Abia la începutul secolului XXI, odată cu popularitatea în creștere a USB-ului, situația a început să se stabilizeze. Totuși, a apărut o altă problemă, și anume limitările caracteristicilor electrice înscrise în standardele USB mai vechi. Din fericire, în ultimii ani, prin efortul organizațiilor internaționale, al producătorilor și al legiuitorilor, a fost dezvoltată și implementată tehnologia Power Delivery, care permite utilizarea pe scară largă a conectorilor USB C în aplicații unde sunt necesare tensiuni și curenți mult mai mari decât valorile întâlnite în dispozitivele electronice mici.
Expansiunea completă a acronimului USB-PD este Universal Serial Bus Power Delivery. Și deși acest standard provine dintr-un interfață destinată transmisiei de date, în prezent această funcționalitate este opțională. Totuși, se presupune implementarea unui bus de comunicație separat între alimentator și receptor. Scopul său este negocierea tensiunii. La început, încărcătorul/convertizorul furnizează 5V standard, dar această valoare poate fi crescută dacă dispozitivul conectat trimite un mesaj corespunzător. Astfel, USB-PD permite furnizarea tensiunilor de 5V, 9V, 15V, 20V, 28V, 36V sau 48V, adică o putere mai mare folosind cabluri care suportă curenți de până la 5A (chiar 240W).
Această funcționalitate face ca dispozitivele să poată fi încărcate mai rapid, iar cu ajutorul unui conector USB C standard se pot alimenta diverse echipamente, nu doar smartphone-uri, ci și laptopuri, stații de andocare și, pe termen lung, și aparate electrocasnice mici (de exemplu, uscătoare de păr), unelte electrice, stații de lipit etc. Aceste posibilități s-au deschis odată cu implementarea standardului USB-PD 3.1, care, împreună cu formatul USB C, a devenit norma obligatorie în țările Uniunii Europene la sfârșitul anului 2024.
Intensitatea crescută a curentului și tensiunile ridicate care apar în circuitele alimentatoarelor compatibile cu tehnologia Power Delivery impun utilizarea componentelor cu parametri largi. Acest lucru este valabil în special în cazul condensatorilor de filtrare, protecție și decuplare. Și aici vin în ajutor soluțiile oferite de Panasonic: elemente care, datorită construcției inovatoare, se remarcă nu doar prin caracteristici excelente și durabilitate, ci și prin dimensiuni compacte. Mai jos prezentăm cele mai importante grupuri de produse. Toate acestea sunt recomandate de producător pentru utilizarea în circuitele USB-PD.
Condensatori Panasonic pentru circuitele USB-PD
Discutând despre gama largă de condensatori Panasonic, trebuie subliniat că împărțirea de mai jos se bazează pe tehnologia de fabricație. În portofoliul furnizorului, aceste produse sunt împărțite în mai multe serii specializate cu proprietăți definite. Căutând o soluție pentru un proiect specific, cel mai bine este să folosiți catalogul nostru, unde toate elementele au fost detaliat parametrizate, permițând astfel găsirea produselor care corespund exact cerințelor circuitului.
Familia OS-CON
Familia de produse OS-CON sunt condensatori aluminiu-polimer. Se remarcă prin rezistență serie echivalentă scăzută, adică așa-numitul Low ESR, precum și prin rezistența la curenți mari de ondulare. Un avantaj incontestabil al acestora este și durata lungă de viață (până la 20000h) și parametrii termici ridicați, de exemplu, posibilitatea de a funcționa stabil la temperaturi de la -55°C la 125°C. Aceste elemente sunt disponibile în carcase destinate montajului SMD și THT (suprafață, trecere). Din catalogul TME, acestea pot fi achiziționate cu capacități de la 3,3µF la 2,7mF, pentru tensiuni de până la 100V DC, oferind astfel un dublu margine de siguranță față de cerințele USB-PD 3.1. Datele detaliate despre tehnologie, avantajele acesteia și aplicațiile în alimentatoare (pe exemplul driverelor LED) sunt prezentate în materialul video de mai jos.
Tehnologia hibridă
Condensatorii hibrizi cu electrolit polimeric sunt o combinație a avantajelor condensatorilor polimerici și electrolitici, oferind parametri tehnici îmbunătățiți. În comparație cu OS-CON, aceștia se remarcă prin curent de scurgere redus, precum și prin rezistență foarte mare la vibrații. Această ultimă caracteristică face ca multe modele să îndeplinească cerințele standardului AEC-Q200, ceea ce înseamnă că componentele pot fi utilizate în aplicații auto. În contextul USB-PD, acest lucru are o semnificație suplimentară, deoarece consumatorii așteaptă din ce în ce mai des încărcarea rapidă și eficientă a dispozitivelor mobile în timpul călătoriilor cu vehiculul, uneori în perioade scurte de timp (de exemplu, în timpul deplasării la serviciu). Majoritatea componentelor hibride sunt realizate pentru montajul pe suprafață (SMD). Se remarcă printr-o durată de viață extinsă față de „electroliții” clasici (chiar 10000h), dar, la fel ca aceștia, pot gestiona curenți de mare intensitate (9A în cazul unor modele selectate). Acest lucru permite utilizarea lor în diferite puncte ale circuitului convertizorului, pentru stabilizarea tensiunii, atenuarea interferențelor etc.
Condensatori compacți POSCAP
Soluțiile descrise mai sus ofereau parametri ridicați, dar nu erau adaptate pentru utilizarea în cele mai compacte circuite – în special acolo unde înălțimea componentelor este crucială. Pentru astfel de aplicații, Panasonic oferă condensatori POSCAP realizați în tehnologia tantal-polimer. Aceasta permite obținerea unui ESR scăzut și utilizarea elementelor în circuite de frecvență înaltă. Astfel, se vor dovedi utile, printre altele, în convertizoarele impulsive și ca condensatori de decuplare și protecție pentru circuitele integrate care servesc la comunicarea cu receptorul și controlul funcționării încărcătorului/alimentatorului. În acest segment, Panasonic furnizează exclusiv componente SMD, cu capacități de la 6,8µF la 1,5mF, care suportă tensiuni maxime de la 2V la 35V DC.
Condensatori SP-Cap în format SMD
În condensatorii SP-Cap s-a utilizat aluminiu și un electrolit solid sub formă de polimer. Componentele din acest grup se remarcă nu doar prin dimensiuni compacte, ci și prin capacități semnificative (chiar 820µF) și toleranță la curenți mari (până la 10,2A). Au fost realizate pentru tensiuni de la 2V la 6,3V DC, așadar în aplicațiile USB-PD vor fi utile în principal în alimentatoarele standard de 5V destinate încărcării rapide a dispozitivelor mobile. O parte dintre produsele oferite au, de asemenea, clasificare low ESR și impedanță la nivelul de 3mΩ.
Text elaborat de Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.