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Systemarchitektur

Die Zukunft des Kfz-Bordnetzes

6. September 2010, 16:21 Uhr | Von Dr.-Ing. Alfons Graf und Dr. rer. nat. Thomas Blasius

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Bordnetzstabilisierung mittels Batterie-Trennschalter

Ein weiteres neues Anwendungsgebiet für sehr niederohmige Leistungsschalter besteht in der Kopplung von zwei Batterien (je 12 V) zum Zweck der Bordnetzstabilisierung, speziell bei implementierter Start-Stopp-Funktion. Hierbei müssen Dauerströme von 150 bis 200 A beherrscht werden, die dynamischen Stromspitzen erreichen für kurze Zeit sogar 1000 A und mehr. Besonderes Augenmerk ist hier auf einen extrem niedrigen Durchlasswiderstand zu legen. Aber auch die Stromtragfähigkeit sowie die Zyklenfestigkeit des gesamten Systemaufbaus – also auch der Verbindung zwischen Leistungshalbleiter und Leiterplatte – sind hier von entscheidender Bedeutung.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass in dieser Anwendung die Leistungsschalter das Kfz-Bordnetz auch bei geparktem Fahrzeug sehr niederohmig mit der Batterie verbinden müssen. In diesem Zustand dürfen sie die Batterie jedoch selbst nur mit einem minimalen Betriebstrom belasten.

Auch für diese beschriebene Anwendung bietet die Connect FET-Familie die Basis, um Durchlasswiderstände von 150 bis 250 µΩ zu realisieren und gleichzeitig im eingeschalteten Zustand – je nach Konzept – typischerweise nur 25 bis 50 µA Betriebstrom aufzunehmen. Bild 4 vermittelt einen Einblick in den hohen Aufwand, der im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnik bei modernen intelligenten Leistungsschaltern getrieben wurde, um diese Ziele zu erreichen.

In der kurzen Abhandlung über anspruchsvolle Hochstromanwendungen im Kfz-Bordnetz wurde deutlich, dass wachsender Bedarf an extrem niederohmigen und stromtragfähigen Leistungsschaltern besteht. Konzepte für noch niedrigere Durchlasswiderstände im µΩ-Bereich und gesteigerte Dauerstromtragfähigkeit (bis 250 A pro Baustein) liegen bereits vor und zeigen viel versprechende Ansätze, um die Leistungsfähigkeit nochmals zu steigern, aber auch um die Systemkosten zu senken.