Gatetreiber und Überwachungs-IC für AC-Schalter

Der STCC08 von STMicroelectronics ist der erste Treiber für Halbleiter-Wechselstromschalter, in dem Funktionen zur Überwachung des Schalters integriert sind.

Designer können dank dieser Lösung für netzbetriebene Geräte nach den Sicherheits-Standards IEC60335-1 und IEC60730-1 die erforderliche Leiterplattenfläche verringern und mit weniger Arbeitsaufwand auskommen.

Nach Schätzungen von ST werden in Hausgeräten jährlich etwa 1,4 Mrd. Wechselstromschalter implementiert, die vom Designer die Realisierung von Fehlerschutz-Maßnahmen erfordern, um die Voraussetzungen für eine internationale Produktakzeptanz zu erfüllen. In netzbetriebenen Applikationen und elektrischen Steuerungen erleichtert der Einsatz des Controllers STCC08 den FMEA-Prozess (Failure Mode Effect Analysis), denn die »Ausfalleffektanalyse« des Bausteins selbst ist bereits in das Design integriert und umfasst Beschreibungen zu 52 Fehlerarten.

Die Überwachungsfunktionen des STCC08 erfüllen den IEC60335-Standard, da Kurzschlüsse und Leitungsunterbrechungen ebenso erkannt werden wie Diode-Mode-Ausfälle eines Halbleiter-AC-Schalters in beiden Halbwellen. Mithilfe besonderer Techniken erkennt der Baustein den echten Ist-Zustand des Schalters und generiert ein entsprechendes Logiksignal, das einem digitalen Eingang eines Mikrocontrollers (MCU) zugeführt wird. In diesem kann wiederum die Diagnose mithilfe einer einfachen Wahrheitstabelle mit zwei Eingängen implementiert werden. In isolierten Applikationen lässt sich mit dem STCC08-Ausgang auch ein Optokoppler ansteuern.

Der integrierte Switch-Gate-Treiber des STCC08 kann als Stromsenke bis zu 25 mA aufnehmen und damit einen direkt angeschlossenen AC-Schalter treiben. Er unterstützt die stetige, die gepulste und die Phasenwinkel-Ansteuerung. Die Regulierung des Ausgangsstroms erfolgt mit einem externen Widerstand.

Der CMOS-kompatible Eingang lässt den direkten Anschluss an den Mikrocontroller zu. Der für die Parallelschaltung mit dem Leistungs-Pfad vorgesehene STCC08 verkraftet steile ESD-Spitzen bis 4 kV, womit der IEC-Standard 61000-4-4 erfüllt wird. Der Baustein kann mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden, wird im oberflächenmontierbaren ECOPACK SO-8 Gehäuse angeboten und ist zum Preis von 27 US-Cents (ab 50.000 Stück) lieferbar.