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Interview mit Balu Balakrishnan

»Mein Margarita-Moment«

19. Mai 2016, 8:32 Uhr | Ralf Higgelke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

InnoSwitch und der Margarita

Kommen wir zurück zu den Produkten. Ihre neueste Produktserie heißt InnoSwitch. Wie ich aus gut informierten Kreisen erfahren habe, hatten Sie diese Idee, als Sie einen Margarita tranken. Erzählen Sie mir mehr von ihrem »Margarita-Moment«.

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Ich und Mike Matthews, mein Chefentwickler, beschlossen, uns eine Woche Auszeit zu gönnen, um darüber nachzudenken, was wir zukünftig machen könnten. Seit Anbeginn des Unternehmens haben wir uns auf die Primärseite einer Stromversorgung konzentriert, und eigentlich hatten wir dort mittlerweile alles integriert, was irgend möglich war. Alles was wir nicht integriert hatten, waren die großen passiven Komponenten wie die Zwischenkreiskondensatoren, den Trafo oder die EMV-Bauteile. Wie also könnten wir den nächsten Schritt in Sachen Integration tun?

Das Offensichtliche war, irgendetwas auf der Sekundärseite zu integrieren. Das hatten schon einige andere versucht und waren gescheitert. Aber das war wirklich das Einzige, was übrig blieb. Eine Woche lang zerbrachen wir uns auf unserem Hotelzimmer auf den Cayman-Inseln den Kopf darüber, wie das zu schaffen sei. Sie fragen sich sicher, warum gerade die Cayman-Inseln. Wir haben auch dort eine Außenstelle, die ich als CEO natürlich regelmäßig besuchen muss. (lacht)

Jedenfalls fiel uns nichts Rechtes ein, wie wir kosteneffizient die Sekundärseite mit einbinden könnten. Den Optokoppler zu integrieren war einfach nicht kosteneffizient …

… und kein Schaltnetzteil-Entwickler mag Optokoppler!

Genau, ich auch nicht. Jedenfalls, wir gaben auf. Am Abreisetag dann, es war ein Samstag, checkten wir um 12 Uhr im Hotel aus. Da unser Flug aber nicht vor 16 Uhr ging, machten wir es uns in der Hotel-Lobby gemütlich. »Vielleicht denken wir einfach zu angestrengt nach. Lass uns einfach ein bisschen entspannen. Vielleicht kommt uns dann eine Idee«, sagte ich. Also bestellten wir einige Margaritas.

Und während wir so unsere Margaritas tranken, sagte ich zu Mike: »Was meinst du, könnte dieses funktionieren?« Er meinte: »Hm, vielleicht schon.« Mike kennt sich mit Magnetbauteilen gut aus, denn er kommt aus der Antriebstechnik, ich bin ja nur ein Chipdesigner. Also machten wir einige Überschlagsrechnungen: Bekommen wir genug Energie über die Isolationsstrecke? Reicht die Isolationsstrecke für die Sicherheitsnormen? Und so machten wir uns im Internet kundig, welche Sicherheitsanforderungen zu beachten sind. Am Ende des Tages waren wir uns zu 80 bis 90 Prozent sicher: Es ist machbar!

Wieder zurück ging Mike gleich ins Labor, um einige Versuche zu machen. Er wickelte Drähte um den Leadframe, um herauszubekommen, wie hoch der Kopplungsfaktor ist. Und da alles auf dem einen Leadframe ist, ist es sehr kosteneffizient herzustellen.

Aber gibt es nicht schon induktive Koppler, etwa die iCoupler von Analog Devices.

Ja schon, aber die sind viel zu teuer für eine solche Anwendung. Auch Silicon Labs hat so etwas, aber ich glaube, die nutzen die kapazitive Kopplung. Es gibt einige große Herausforderungen. Da sind beispielsweise die Sicherheitszulassungen. Die genannten Unternehmen benötigten sehr lange, um nur die einfachsten UL-Zulassungen zu erhalten. Wir dagegen haben für den InnoSwitch sämtliche Sicherheitszulassungen weltweit – sogar für Anwendungen in größeren Höhen. Wir nutzen sehr gleichförmiges Kunststoffmaterial, um die Primär- von der Sekundärseite sicher zu trennen. Wir benutzen keinen Trafo und keine Lage mit Kondensatoren. Bei Letzterem hat die UL immer große Bedenken, wenn man nur an den Effekt der Delamination durch eingedrungene Feuchtigkeit denkt. In so einem Fall ist die Luft- und Kriechstrecke nicht mehr integer. Wir nutzen kein auflaminiertes Isolationsmaterial, sondern einen Vollverguss, also genauso wie Optokoppler. Wir waren uns daher unserer Sache ziemlich sicher.

Außerdem hat diese magnetische Kopplung namens FluxLink eine sehr hohe Signalbandbreite und, noch wichtiger, ein sehr präzises Timing. Wir erreichen Verzögerungen von etwa einer Nanosekunde. Das ist nur möglich, weil bei uns der Controller auf der Sekundärseite sitzt. Durch das genaue Timing können wir den primärseitigen MOSFET und den sekundärseitigen Synchrongleichrichter-MOSFET sehr exakt ansteuern und die Totzeit optimieren, was dem Wirkungsgrad zugutekommt. Bei einem einfachen Sperrwandler erreichen wir dadurch Wirkungsgrade, die nicht für möglich gehalten wurden.

Vielen Dank für das Gespräch.

Das Interview führte Ralf Higgelke.