Stromversorgung Trouble in Paradise

Jens Würtenberg Redakteur Elektronik

Fairchild ist von dem District Court Deleware der Verletzung der Patente von Power Integrations für schuldig befunden worden. Mit diesen Patenten lassen sich bei DC/DC-Wandlern wichtige Eigenschaften implementieren: Frequenzvariation, Leistungsbegrenzung und einstellbare Strombegrenzung.

Die Entwicklung einer Stromversorgung von der Definition der Betriebsparameter und Anforderungen bis zum fertigen Produkt erfordert umfangreiche Kenntnisse in der analogen Schaltungstechnik und viel Erfahrung über das Verhalten elektronischer Geräte im Betrieb erfordert. Ein zeitgemäßes Design bietet nicht nur einen guten Wirkungsgrad über der gesamten Lastbereich, sondern erfasst die Betriebszustände, um mit einem ausgeklügelten „System Monitoring“ die zu versorgenden Schaltungen und Geräte bei einer Fehlfunktion in jedem Falle vor einer Beschädigung zu bewahren.

Bei der Entwicklung wird daher reger Gebrauch vom reichhaltigen Angebot der Halbleiterhersteller an ICs Gebrauch gemacht, die für den Aufbau von Stromversorgungen in jedweder Topologie und Leistungsklasse konzipiert wurden. Nach einer Prognose der Marktforscher von „Electronics.ca Research Networks“ werden im Jahr 2016 mehr als 32 Milliarden DC/DC-Wandler-ICs ausgeliefert. Es handelt sich also um einen immer noch wachsenden Markt, der wegen der ungemein hohen Differenzierung der Produkte nach Leistungsklassen, Topologie und Anwendungsfall vielen Unternehmen eine Chance zur Partizipation gibt. Paradiesische Zustände eigentlich.

Patente sind zu respektieren

Bei Stromversorgungsbausteinen fließen im Laufe der Jahre naturgemäß die Erfahrungen einer ganzen Branche mit ein. So lassen sich mit der fortlaufende Überwachung der typischen Betriebsparameter Unter- und Überspannung, Überstrom bzw. Kurzschluss, Übertemperatur (auf dem Chip bzw. auf dem Leistungsbaustein), Begrenzung der Änderung des Eingangsstroms usw. kritische Betriebszustände in der Regel abfangen. Zu den analogen Schaltkreisen mit Komparatoren, Sägezahngeneratoren, Referenzspannungsquellen und PWM-Stufen kommen in letzter Zeit auch Mixed-Signal-Bausteine, die den zusätzlichen Aufwand für A/D- und D/A-Umsetzer in Kauf nehmen, um die Vorteile eines Mikrocontroller-Cores auf dem Chip nutzen zu können. Zu diesen zählen u.a.: einfache Implementierung einer Kommunikation, Realisierung nichtlinearer Regelalgorithmen zur Steigerung des Wirkungsgrades und Umschalten zwischen zwei Topologien im laufenden Betrieb. Da naturgemäß die Anzahl der möglichen Schaltungsvarianten begrenzt ist, beruhen wohl die meisten der Lösungen, die auf einem DC/DC-Wandler-Chip realisiert wurde, auf Erfindungen Dritter. Der Patentschutz währt maximal 20 Jahre, daher sind viele dieser Ansätze heute frei zu Nutzung, aber bei neuen Entwicklungen sind viele Standardlösungen noch mit Patenten abgesichert.

Das Unternehmen Fairchild Semiconductor, das bei den ICs für DC/DC-Wandler am Markt eine wichtige Rolle spielt, hat offenbar mehrere Patente des Halbleiterherstellers Power Integrations verletzt. Die dort entwickelten Schaltungsvarianten mit dem „integrierten Frequenz-Jitter“, dem „Sägezahn-Begrenzer“ zur Leistungsbegrenzung, der „Frequenz-Reduktion“ und der „extern einstellbaren Strombegrenzung“ wurden für die Entwicklung der eigenen ICs übernommen, ohne hierfür eine Lizenz zu erwerben. Jedenfalls wurde in den seit 2006 von Power Integrations angestrengten Gerichtsprozessen so gesehen und es erging erst kürzlich eine „Verfügung“, in der festgestellt wurde, dass insgesamt 80 Fairchild-Produkte PI-Patente verletzen.

Der CEO und President von Power Integrations, Balu Balakrishnan, fand harsche Worte für die Konkurrenz: „Dieses letzte Urteil ist ein weiterer wichtiger Schritt in unserem Bemühen, die offensichtliche Missachtung der Rechte an unserem geistigen Eigentum zu stoppen. Fairchild wurde für schuldig befunden, unsere Patente in vier Fällen zu verletzen, einschließlich der wiederholten Verletzung eben dieser Patente. Wir hoffen, dass das heutige Urteil sowie die anderen kürzlich erfolgten Entscheidungen dazu beitragen können, das ungesetzliche Verhalten von Fairchild zu beenden.“

Welche Implikationen die Gerichtsentscheidungen schlussendlich nach sich ziehen werden, ist noch nicht abzusehen, aber die bezeichneten Produkte dürften demnach nicht mehr auf dem amerikanischen Markt angeboten werden. Damit wären nicht nur alle Distributoren getroffen, die die inkriminierten Bausteine führen, auch die Hersteller, die diese Stromversorgungsbausteine in ihren Schaltungen verwenden, müssten ein Re-Design in Angriff nehmen. Die Folgen für den mangelnden Respekt vor dem geistigen Eigentum Dritter hätten die zu tragen, die sich auf das Renommee eines im Bereich Stromversorgungsbausteinen führenden Halbleiterherstellers verlassen haben.