Power Integrations / Elektromobilität InnoSwitch3-AQ arbeitet von 30 V bis 550 V

InnoSwitch3-AQ ist ein AEC-Q100-qualifiziertes Sperrwandler-Schalter-IC mit integriertem 750-V-MOSFET
InnoSwitch3-AQ ist ein AEC-Q100-qualifiziertes Sperrwandler-Schalter-IC mit integriertem 750-V-MOSFET

Die Ansteuerung für die Hochleistungsumrichter in Elektroautos speist sich aus der 12-V-Batterie. Fällt diese aus, muss eine Notfall-Stromversorgung direkt aus der 400-V-Batterie einspringen. Der geforderte Eingangsspannungsbereich von 30 V bis 550 V stellt an die Schaltung höchste Anforderungen.

Mit dem InnoSwitch3-AQ hat Power Integrations ein AEC-Q100-qualifiziertes Sperrwandler-Schalter-IC mit integriertem 750-V-MOSFET und sekundärseitiger Stromerfassung zur Serienproduktion freigegeben. Die IC-Familie ist für Anwendungen in batterie- und hybridelektrischen Fahrzeugen  vorgesehen. Darunter fallen beispielsweise Antriebsumrichter, On-Board-Ladegeräte, Bordnetz-Gleichspannungswandler fürs Energiemanagement und Batteriemanagementsysteme.

Eine besonders herausfordernde Anwendung ist die Notfall-Stromversorgung (Emergency Power Supply, EPS). Diese muss einspringen, wenn die 12-V-Batterie ausfällt und aus der Hochspannungsbatterie mt 400 V direkt die Versorgung für die Umrichter im Fahrzeug sicherstellen. Die Automobilindustrie fordert dafür einen Eingangsspannungsbereich von 30 V bis 550 V, und es darf kein Optokoppler eingesetzt werden.

Dank der proprietären Kommunikationstechnologie FluxLink, die ohne zusätzliche Transformatorwicklung und ohne Optokoppler im Regelkreis auskommt, erzielt der InnoSwitch3-AQ eine Regelungsgenauigkeit von ±3 Prozent über die vollen Eingangsspannungs- und Lastbereiche. Selbst beim Transienten-Stress-Test hält die FluxLink-Technologie diese hohe Regelungsgenauigkeit ein; dies ist insbesondere bei primärseitig geregelten Implementierungen eine Herausforderung.

Der integrierte 750-V-MOSFET erfüllt die Derating-Anforderungen von Automobilanwendungen, und der On-Chip-Synchrongleichrichter-Controller erreicht bei der Nenneingangsspannung von 400 V einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Optimierte Designs nehmen laut Hersteller im Leerlauf weniger als 10 mW über den gesamten Eingangsspannungsbereich auf.

Die ICs der Bausteinfamilie besitzen ein InSOP-SMD-Gehäuse mit 11 mm Kriechstrecke von Primär nach Sekundär und erfüllen somit die hohen Isolationsanforderungen für Anwendungen in großer Höhe (>5000 m).

Das auf dem neuen IC basierende Referenzdesign DER-840Q demonstriert das Starten, das Herunterfahren und den energieeffizienten Betrieb einer Gesamtlösung bei Eingangsgleichspannungen von 30 V bis 550 V; außerdem demonstriert es die Reaktion auf Transienten und die zahlreichen Sicherheits- und Schutzfunktionen.

Der InnoSwitch3-AQ ist sofort lieferbar und kostet 2,75 US-Dollar pro Stück bei Abnahme von 10.000 Stück.