Leistungsschalter für Lichtanwendungen

Kosteneffiziente Leistungsmanagementlösung in nur einem IC für Halogen-, Xenon- oder LED-Licht.

Freescale Semiconductor hat die dritte Generation seiner s eXtreme-Switch-Bausteine vorgestellt. Die vier High-Side-Leistungsschalter sind als erste dieser Serie für den Einsatz in der automobilen Lichttechnik konzipiert. Die besonderen Funktionsmerkmale dieser Schalter wie die Möglichkeit, mit nur einem Baustein HID-Xenon-, Halogen- und LED-Lichtquellen anzusteuern, sollen Autoherstellern dabei helfen, den Wirkungsgrad der Scheinwerfer zu steigern, die Lebensdauer der Leuchtmittel zu erhöhen und gleichzeitig die Materialkosten zu senken.
 

Bei den »eXtreme Switch Gen III«-Bausteinen handelt es sich um N-Kanal-MOSFET-Schalter mit einem geringen On-Widerstand zwischen 10 und 35 Milliohm pro Kanal. In diesen Bausteinen  sind entsprechende Leistungsprofile für das jeweilige Leuchtmittel bereits vorgegeben, der Wirkungsgrad wird optimal eingestellt, und die Komponente geschützt. So ist es zum Beispiel möglich, den vom Leuchtmittel gezogenen Strom während des kritischen Einschaltvorgangs genauer zu überwachen und zu hohe Werte oder einen Kurzschluss zu erkennen, um die Lampe abzuschalten, bevor ein Defekt eintritt. Durch eine Optimierung des Leuchtmittelprofils sind die Autohersteller in der Lage, den Durchmesser der Kabel zu reduzieren und so das Gewicht und die Kosten des Kabelbaums entsprechend zu senken.

Dies gilt auch für Applikationen, in denen die Lichtquelle per PWM gedimmt wird. Hierbei wird die durchschnittliche, dem Leuchtmittel zugeführte Leistung variiert, um die Lichtintensität zu steuern. Diese Bausteine verfügen über eine flexible PWM-Funktion, die das PWM-Signal beim An- und Abschalten der Last entsprechend anpasst. 

Die Bausteine bieten Diagnosefunktionen für den Schalter, das Leuchtmittel und den Kabelbaum sowie ein umfassendes Fehlermanagement und eine Lastkontrolle ohne komplexe Software. Die Bausteine sind mit einer Überstromabschaltung mit intelligenter Sperrfunktion ausgestattet. Diese Methode ist einer Strombegrenzung vorzuziehen, weil sie die thermische Beanspruchung des Bausteins im Überlastzustand minimiert. Das Verfahren verhindert einen drastischen Anstieg der Chiptemperatur, wodurch die Zuverlässigkeit entsprechend steigt. 

Die vier Bausteine unterscheiden sich hinsichtlich des On-Widerstandes:

  • MC15XS3400 - vier Kanäle mit 15 Milliohm
  • MC35XS3400 - vier Kanäle mit 15 Milliohm
  • MC10XS3412 - zwei Kanäle mit 10 und zwei Kanäle mit 12 Milliohm
  • MC10XS3435 - zwei Kanäle mit 10 und zwei Kanäle mit 35 Milliohm

Weitere technische Daten:

  • Betriebsspannungsbereich 6,0 bis 20 V
  • Stromaufnahme im Sleep-Modus < 5,0 µA
  • Steuerung und Statusmeldungen über 8-MHz/16-bit SPI-Verbindung (3,3 V bzw. 5V), Daisy-Chain-fähig
  • PWM-Modul mit externem Takt oder kalibrierbarem internen Oszillator mit programmierbarem Verzögerungsmanagement
  • Kompatibel zum internationalen CISPR-25-Standard
  • 12 x 12 mm großes PQFN-Gehäuse

Freescale bietet aktuell Muster der vier eXtreme-Switches an, Produktionsstückzahlen sind für das vierte Quartal 2008 geplant.