Stromversorung: Power-Management spart Treibstoff

Neben stetiger Leistungssteigerung steht seit neuestem auch der Kraftstoffverbrauch im Fokus der Automobilhersteller. An der Wirkungsgradsteigerung großer Energieverbraucher wird bereits gearbeitet....

Neben stetiger Leistungssteigerung steht seit neuestem auch der Kraftstoffverbrauch im Fokus der Automobilhersteller. An der Wirkungsgradsteigerung großer Energieverbraucher wird bereits gearbeitet. Jedoch sind es nicht ausschließlich die energiefressenden, elektrischen Aggregate, die es zu optimieren gilt. Das generelle Power-Management kann einzelne Module zu- oder abschalten, den Eigenverbrauch minimieren und hat somit einen hohen Einfluss auf den elektrischen Gesamtverbrauch eines Fahrzeugs.

Niedrige Ruheströme haben zwar kein riesiges Energiesparpotential, sie entladen jedoch den Akku und bestimmen letztlich die Stillstandszeit eines Fahrzeugs. Ihr sparsamer Umgang mit der gespeicherten Energie sorgt für die notwendige Reserve beim Kaltstart. Intelligentes Power-Management kann nicht benötigte Funktionen abschalten, deren summierte Stromaufnahme relevant zum Gesamtverbrauch beitragen würde. Immerhin kosten 100 W im Auto mit etwa 0,12 l Kraftstoff/ 100 km rund zehnmal mehr als an der häuslichen Steckdose.

Die heutigen Ruhestromanforderungen für Steuergeräte liegen mittlerweile unter 100 μA, wobei zunehmend auch gefordert wird, die Stromaufnahme im Betrieb zu reduzieren. Diese Anforderungen können nur durch niedrige Ruheströme der verwendeten Bauelemente, vor allem jedoch durch intelligente Power-Management-Konzepte erreicht werden. Obwohl die derzeit verfügbaren Spannungsregler in BCD-Technologie (Bipolar, CMOS, DMOS) bereits auf geringe Ruheströme optimiert sind, reicht dies nicht aus, um den Ruhestromverbrauch des gesamten Moduls unter die Grenzwerte zu senken. Hierzu sind spezielle, auf diese Anforderung zugeschnittene ICs erforderlich. Die Steuergeräte werden dabei in einen Bereitschaftsbetrieb mit niedrigem Ruhestrom geschickt, wobei es jedoch häufig erforderlich ist, den Mikrocontroller in einem Stoppoder Halt-Modus weiter zu versorgen. Der eingesetzte Spannungsregler muss in diesem Fall ebenfalls seinen Ruhestrom reduzieren und gleichzeitig in der Lage sein, sehr kurzfristig den Betriebsstrom des Controllers zu liefern, wenn das System wieder aufwacht.