Rohm Semiconductor setzt auf Industrie und Europa 80-V-DC/DC-Abwärtswandler

Für Eingangsspannungen von 12 bis 76 V und einen Ausgangsstrom von 3 A hat Rohm Semiconductor den neuen DC/DC-Abwärtswandler BD9G341AEFJ ausgelegt.

Die Durchbruchspannung gibt Rohm mit 80 V an. Die Ausgangsspannungen liegen zwischen 1 V und 76 V. Die Wandler zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus: Der Effizienzgewinn gegenüber konventionellen Produkten beträgt im stabilen Betrieb 1,5% und bei 300 kHz Schaltfrequenz, 48 V am Eingang und 5 V am Ausgang 19%.

»Es sind zwar einige DC/DC-Wandler der 80-V-Klasse im Markt zu finden, aber kaum ein Typ, der gleichzeitig einen hohen Ausgangsstrom und einen hohen Wirkungsgrad auch bei niedrigen Lasten bietet«, sagt Raimund Wagner, European Product Manager von Rohm Semiconductor. Damit eignet sich der neue DC/DC-Wandler für industrielle Umgebungen, Staubsauger und Elektrofahrräder sowie für Kommunikations-Infrastrukturen wie Basisstationen, Telefonanlagen und Router. Normalerweise werden Geräte in diesem Umfeld mit 48 V oder etwas darüber betrieben. Es können aber auch kurzzeitige Stoßspannungen auftreten, für die der 80-V-Baustein genügend Reserven bietet.

Die Wandler schalten mit Frequenzen von 50 bis 750 kHz, was den Ensatz kleiner Kondensatoren und Spulen erlaubt. Die Eigenstromaufnahme erreicht 2 mA, der Stand-by-Strom 10 µA. Den RDSon gibt Rohm mit 150 mΩ bei 25 °C an. Bei einer Eingangsspannung von 24 V erreicht der Wirkungsgrad bei 1 A Ausgangsstrom 88%, bei 100 mA 75% und bei 40 mA über 60%. Bei 48 V Ausgangsspannung liegt der Wirkungsgrad bei 1 A über 80%, bei 100 mA über 60% und bei 40 mA über 50%.

Mehrere Schutzschaltungen des im 0,6-µm-BiCDMOS-Hochspannungs-Prozess gefertigten ICs minimieren die Wärmeentwicklung auch bei kurzgeschlossenem Ausgang. In diesem Fall bleiben die Treiber während eines Zeitraums von 20 ms ausgeschaltet. Wird dann immer noch ein Kurzschluss detektiert, bleiben sie für weitere 20 ms ausgeschaltet. Auf diese Weise kann auch bei längeren Kurzschlüssen kein Schaden durch Überhitzung entstehen.
Das kompakte 8-Pin-Gehäuse reduziert den Bauteileaufwand und die erforderliche Leiterplattenfläche. Außerdem vereinfacht der relativ große Pitch der Anschlüsse von 1,24 mm die Bestückung. Die DC/DC-Wandler von Rohm kommen mit 12 externen Bauelementen aus, das IC selber nimmt 29,9 mm² ein. Das nicht in erster Linie auf geringen Platzverbrauch optimierte Referenzdesign beansprucht 3,5 x 3,5 mm² auf der Leiterplatte.

Schwerpunkt Industrie

Rohm begann schon vor einigen Jahren damit, sich auf Produkte für Automotive zu konzentrieren, die 2014 rund 26% zum Gesamtumsatz von 3 Mrd. Dollar beigetragen haben. Dieser Sektor ist überdurchschnittlich mit 11% gewachsen. Noch schneller, nämlich um 22%, legten die Komponenten für den Einsatz in der Industrie zu, mit denen Rohm 2014 rund 8% des Gesamtumsatzes generiert hat. Deshalb wird Rohm weiterhin einen Schwerpunkt auf die Entwicklung von Komponenten für diesen Sektor legen, insbesondere auch für den Einsatz im europäischen Markt. Der neue 80-V-DC/DC-Wandler ist ein Beispiel für diese Strategie: Er ist das erste Mitglied einer neuen Familie, mit der Rohm das Spektrum der bestehenden DC/DC-Abwärtswandler ausbaut. Weitere Mitglieder mit höheren und niedrigeren Ausgangsströmen werden folgen.

Insgesamt konnte Rohm den Umsatz 2014 um 10% steigern, ist also schneller gewachsen als der Halbleitermarkt im Durchschnitt (7,9%). Die Halbleiterprodukte (ICs, Diskrete und Module) machen inzwischen eine Anteil von 92% am Umsatz des Unternehmens aus, die passiven Komponenten nurmehr 8%.

Den Erfolg führt Günter Richard, Marketing Director von Rohm Semiconductor, nicht zuletzt auf die ungewöhnliche Wertschöpfungstiefe des Unternehmens zurück. Rohm fertigt als echter IDM (Integrated Device Manufacturer) die ICs und Module nicht nur in den eigenen Fabs, sondern zieht sogar die Ingots, aus denen die Wafer geschnitten werden, und stellt teilweise eigenes Equipment und eigene Testgeräte her. »Damit kontrollieren wir den gesamten Fertigungsprozess von der Entwicklung bis zum Packaging und erzielen damit nicht nur hohe Qualität und Zuverlässigkeit, sondern auch eine hohe Flexibilität«, erklärt Günter Richard.

Auf Basis dieser Strategie setzt Rohm künftig insbesondere auf Produkte für den Einsatz in der Industrie und Automotive. Gartner sagt Halbleitern für Fahrzeuge von 2014 bis 2019 eine durchschnittliches Wachstum von 9% pro Jahr voraus, Halbleitern für den Einsatz in Autos 5,5%. Damit setzt Rohm auf die wachstumsstärksten Sektoren im Halbleitermarkt und will den Umsatz so insgesamt weiter überdurchschnittlich steigern, gleichzeitig aber auch den Anteil des Umsatzes deutlich erhöhen, den man außerhalb von Asien und Japan generiert.