George Yin, Präsident von Mornsun »Kopieren ist keine Option!«

Hochautomatisierte Fertigung statt Handarbeit

Interessanterweise setzt Mornsun nicht auf Handarbeit, sondern fertigt hochautomatisiert. Warum ist das so wichtig? 

Da gibt es zwei Punkte zu erwähnen. Erstens: Manuelle Arbeit ist fehleranfällig und sie lässt sich nicht automatisiert optisch überprüfen. Zweitens: Da die Löhne steigen, ist der einzige Weg, um die Kosten niedrig zu halten, die Automatisierung. Bis vor wenigen Jahren waren die Lohnkosten in China niedrig, aber das hat sich dramatisch geändert. Qualifiziertes Personal zu finden ist nicht mehr so einfach. Als Folge davon haben wir unter anderem eine spezielle Maschine für unsere Produktion erfunden. Diese verursacht zwar die Kosten von zwei Leuten, kann aber arbeiten wie vier! Wir haben eine Fertigungsfläche von 60.000 Quadratmetern. Zusätzlich zu unserer eigenen automatischen Laminier-, Verguss- und Verkapselungstechnologie waren wir die ersten Hersteller in China, die Punkt- und Laserschweißen einsetzten. Unser Automatisierungsgrad liegt bei bis zu 60 Prozent, was die Betriebskosten und die Produktions- und Lieferzeiten erheblich reduziert. Während bei den meisten chinesischen Unternehmen die Lieferzeit innerhalb Chinas sieben bis 15 Tage beziehungsweise vier bis acht Wochen fürs Ausland beträgt, liegt sie bei uns bei vier bis sechs Tage innerhalb Chinas und zwei bis vier Wochen im Ausland – sogar eine Woche sind im Notfall möglich.

Mornsun stellt die Transformatoren selbst her. Warum kaufen Sie diese nicht von der Stange?

Früher haben wir auch Transformatoren gekauft, aber um deren Qualität, Kosten und Lieferzeiten besser kontrollieren zu können, wickeln wir sie mittlerweile selber. Dadurch sammeln wir auch viel Erfahrung und Know-how zur Herstellung von Transformatoren und legen so den Grundstein für weitere Innovationen und Verbesserungen. Durch die Fertigung der Transformatoren haben wir auch im Bereich des Designs, der Magnetkernstruktur und der Materialauswahl große Fortschritte gemacht. Da unsere Transformatoren den Anforderungen genau entsprechen, hat sich die Performance der Stromversorgungen erheblich verbessert.

Beispielsweise verwenden wir bei einigen DC-DC-Wandlern einen Ringkern mit einer Kerbe, die wie ein Luftspalt wirkt, um Verluste bei geringer Last zu reduzieren. Ein solcher Magnetkern geht nur teilweise in Sättigung und verringert so die Schaltverluste sowohl bei geringer Last als auch bei Nennlast. Die von uns implementierte eigenerregte Royer-Schaltung ist eine resonante Topologie mit einer variablen Schaltfrequenz, sodass bei geringer Last die Schaltfrequenz und damit die Schaltverluste sinken. Diese Technik wurde früher für AC/DC-Wandler verwendet, aber wir sind die ersten, die sie für DC/DC-Wandler implementieren.

Mornsun ist auf magnetische Isolationstechnologie spezialisiert. Können Sie uns bitte mehr dazu sagen? 

Unsere Ressourcen sind begrenzt, trotzdem wollen wir uns in einigen Aspekten von den Mitbewerbern abheben. Also müssen wir uns auf diese Aspekte konzentrieren. Im Laufe der Zeit hat Mornsun vier Kerntechnologien zusammengetragen: die zugrundeliegenden Wandlertopologien, integrierte Schaltungen, Materialwissenschaften und Fertigungsverfahren. Außerdem folgen wir fünf Verbesserungsschemata bezüglich Schaltungstopologien, integrierten Stromkreisen, Trafoentwurf, Montage und äußere Form, wobei wir stets einen Blick auf unabhängige Rechte des geistigen Eigentums haben. Bisher wurden uns mehr als 600 Rechte an geistigem Eigentum erteilt, darunter mehr als 300 in- und ausländische Patente.

Können Sie uns das an einem Beispiel verdeutlichen? 

Unsere neueste DC-DC-Wandlergeneration R3 basiert auf der eigenerregten Royer-Schaltung. Diese Topologie bietet inhärent keinen Schutz für abnormale Zustände wie einen Kurzschluss, sie kann große kapazitive Lasten nicht starten, und sie ist nicht softstartfähig. Die Powermodule könnten daher beschädigt werden, mit teils katastrophalen Folgen. Darüber hinaus sind diese drei Herausforderungen miteinander verknüpft; eine Verbesserung bei der einen würde die beiden anderen verschlechtern.

Die R3-Wandlergeneration entkoppelt diese drei Herausforderungen durch unseren eigenen Controller-IC. Durch die Softstart-Fähigkeit, die einen Konstantstrom-Modus verwendet, vermeiden die Wandler hohe Eingangsströme beim Start, die den MOSFET beschädigen könnten. Dauert der Kurzschluss länger als eine halbe Sekunde an, aktiviert sich der Kurzschlussschutz. Mit diesem Konstantstrom-Modus kann das Modul auch große kapazitive Lasten treiben. Zum Beispiel steigt bei einem R3-Gerät mit 5-Volt-Ausgang die maximale kapazitive Last von 220 auf 2400 Mikrofarad. Deren Wirkungsgrad liegt bei mehr als 82 Prozent bei Volllast und mehr als 75 Prozent bei zehn Prozent Last. Das sind zwanzig Prozentpunkte mehr als bei der vorherigen R2-Generation.

WandlertypB0505S-1WB0505S-1WR2B0505S-1WR3
GenerationR1R2R3
Ripple & Noise (mV)≤100 & 100≤60 & 75≤60 & 75
Wirkungsgrad bei Volllast (%, typ.)708083
Wirkungsgrad bei 10% Last (%, typ.)405570
Standby-Leistung (mW)15010025
Leerlaufstrom (mA)31205
maximale kapazitive Last (µF)2202202400
kontinuierlicher Kurzschluss-SchutzNeinNeinJa
Betriebstemperatur (°C)–40 bis +85–40 bis +105–40 bis +105
Geräteklasse nach EN 55022Klasse AKlasse BKlasse B