Schaltregler für das Bordnetz mit speziellen Eigenschaften
Neue Herausforderungen an ICs im Automobil
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Thermische Anforderungen und hohe „Elektronik-Dichte“ im Automobil
Abgesehen von der anspruchsvollen Elektrik-Umgebung im Automobil stellt die thermische Umgebung sehr hohe Anforderungen. Da immer mehr Elektronik-Komponenten in den Fahrzeugen untergebracht werden, wird der „thermischen Effizienz“ mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Im Motorraum sind Umgebungstemperaturen von 125 °C oder höher die Regel, und für Elektronik-Baugruppen wie Navigation, Infotainment oder Anzeigeinstrumente, die alle nahe an der Motorwand des Fahrzeugs angebracht sind, kommt zu den hohen Temperaturen eine große „Elektronik-Dichte“. Für das Wärmemanagement in Leistungswandlern ist daher eine Optimierung des Wandlerwirkungsgrades bei gleichzeitiger Reduzierung der Wärmeverluste erforderlich.
Jobangebote+ passend zum Thema
Um die Wärme von den ICs besser abzuleiten, ist die „thermische Effizienz“ der Leistungswandlergehäuse entscheidend. Linear Technology bringt daher seine Automobil-ICs in wärmeeffizienten Gehäusen unter. Bleifreie Gehäuse wie DFN- oder MSOPund TSSOP-Gehäuse sind thermisch optimiert; sie sind an der Gehäuseunterseite mit einem „Thermo Pad“ versehen, mit dem der thermische Widerstand mehr als halbiert wurde. Für den Einsatz bei Hochtemperaturen, etwa im Motorraum, hat das Unternehmen eine Familie von „H-Grade“-Wandlern entwickelt, die bei Kontakttemperaturen von 140 °C bzw. 150 °C arbeiten können. Zu dieser Familie gehören LDOs, monolithische Hochspannungsschaltregler und Controller.
So erreicht etwa ein LDO bei einer Anwendung mit einem Betriebsbereich ab 12 V und einer Regelung auf 5 V bei einem Ausgangsstrom von 1 A einen Wirkungsgrad von lediglich 41 %; die Verlustleistung beträgt in diesem Fall 7 W. Um einen wärmebedingten Ausfall schon bei 80 °C zu verhindern, ist hier ein relativ großer Kühlkörper erforderlich. Ein Schaltregler wie der LT3480 würde hier einen Wirkungsgrad von 90 % erreichen und dementsprechend eine Verlustleistung von 0,5 W abstrahlen (Bild 5). Mit einem θJA von 45 K/W des TSSOP-16E-Gehäuses resultiert ein Temperaturanstieg um 22,5 °C. Damit kann der Schaltregler bei einer Umgebungstemperatur von 102,5 °C betrieben werden. Ein „Industrial Grade“-Bauteil erreicht hier 125 °C, und ein „H-Grade“-Bauteil ist bei Umgebungstemperaturen bis zu 137,5 °C geeignet. (Dr. Jens Würtenberger)
Internet-Links
[1] IC Insights, Inc. – www.ic-insights.com
[2] Strategy Analytics, Inc. – www.strategyanalytics.com
[3] Linear Technology – www.linear.com
 | Jeff Gruetter jgruetter@linear.com |
- Neue Herausforderungen an ICs im Automobil
- Thermische Anforderungen und hohe „Elektronik-Dichte“ im Automobil
- Neue Herausforderungen an ICs im Automobil
