Energiesparender intelligenter Power-Switch

Das VNI4140K von STMicroelectronics ist ein Vierfach-High-Side-IPS (Intelligent Power Switch), der sich, verglichen mit früheren Bausteinen gleicher Chipfläche, durch einen 50 Prozent geringeren RDS(on)-Wert auszeichnet.

Die Leistungsaufnahme des neuen Bausteins ist, so ST, niedriger, als bei allen konkurrierenden Produkten und wird zu niedrigeren Kosten erreicht. Verglichen mit VIPower-Bausteinen der vorigen Generation ist die Verlustleistung um 40 Prozent geringer. Eine bessere Abstimmung von RDS(on) und Chipfläche ermöglicht zudem die Verwendung des kompakten PowerSSO24-Gehäuses, was gegenüber konkurrierenden Vierkanal-Bausteinen für Platzersparnis in der Applikation sorgt.

Bei IPS-Bausteinen sind eine Logikschnittstelle, Treiber und Schutzschaltungen zusammen mit der Leistungsstufe auf einem Chip kombiniert. Ziel ist eine Vereinfachung des Systemdesigns und eine Verringerung des Platzbedarfs in leistungsfähigen Industrie-Applikationen wie etwa programmierbaren Verknüpfungssteuerungen, NC-gesteuerten Maschinen, Robotern und Gebäudeautomations-Systemen.

Die intelligenten Leistungsschalter von ST enthalten eine Vielzahl von Überstrom- und Überhitzungs-Schutzfunktionen. Neu im VNI4140K sind Diagnose-Bits für jeden einzelnen Kanal und eine doppelte thermische Absicherung. Unabhängig von einem Übertemperaturschutz für den sicheren Betrieb bei zu hoher Stromstärke ist ein Gehäuse-Überhitzungsschutz vorhanden, um die Leiterplattentemperatur zu begrenzen. Ein Restart der einzelnen Kanäle erfolgt nach einer durch überhöhte Gehäusetemperatur ausgelösten Abschaltung unabhängig.

Neben Kurzschluss- und Überstromschutz weist der VNI4140K eine Abschaltung bei Unterspannung, schnelle Entmagnetisierung für den Betrieb mit großen induktiven Lasten sowie einen Schutz bei Unterbrechung der Masseverbindung auf. Die Diagnose-Anschlüsse sind als Open-Drain-Ausgänge ausgeführt, um die Wired-OR-Verknüpfung mit anderen Bausteinen zu ermöglichen. Die Logikeingänge sind 3,3-V-CMOS/TTL-kompatibel. Der Baustein erfüllt in vollem Umfang den IEC-Standard 61131-2 für programmierbare Logikbausteine.