Neue Voraussetzung im Power Management
Mehr Effizienz mit Hochspannung
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
Fortschrittliche Gehäusetechnik
Integrierte Stromversorgungs-Lösungen erfordern innovative Single-Chip- und MCM-Gehäuse, die die Forderung nach elektrischer Integrität erfüllen und die vom Hochspannungs-Betrieb verursachten thermischen Belastungen verkraften. Zu den Aspekten, über die Gehäusespezialisten Bescheid wissen müssen, gehören die Werkstoffarten, die Bondungstechniken und die Methoden zum Schutz vor Verschleiß. Verschleißen können Gehäuse durch Ladung, die sich von Hochspannungs- in Niederspannungs-Bereiche ausbreitet, durch Elektromigration infolge hoher Stromstärken sowie durch übermäßige Wärme, die aus dem Gehäuse abgeführt werden muss. Darüber hinaus kann Verschleiß durch Rissbildung entstehen, die durch thermomechanische Belastungen über die Nutzungsdauer des Bausteins sowie durch andere Ursachen hervorgerufen werden kann. Diese Probleme verschärfen sich bei hoher Leistung, insbesondere wenn ICs in Fabriken, Fahrzeugen oder anderen Anwendungen mit rauen Umgebungsbedingungen verwendet werden.
Hochspannungs-Effizienz für die Zukunft
Mit der Notwendigkeit eines effizienteren Power Management wächst auch die Nachfrage nach innovativen technologischen Lösungen. Effizienz entsteht durch das Ausschöpfen alternativer Energiequellen, durch den Bau von Anlagen mit geringerem Energiebedarf sowie durch bessere Techniken für die Übertragung und Umwandlung von Energie. Innovative IC-Technologie spielt in allen diesen Bereichen eine Schlüsselrolle, und die Hochspannungs-Energieumwandlung zählt zu den Anwendungen mit dem größten Einsparpotenzial.
Durch die fortlaufende Entwicklung von Fertigungsprozessen, Schaltungen, Bauelementen wie zum Beispiel Isolatoren, Single-Chip- und MCM-Integration und Gehäusen wird die Technologie der Power-Management-Halbleiter immer größere Fortschritte verzeichnen. Das Design profitiert außerdem von der Verfügbarkeit von Komplettlösungen, die den Aufwand für die Entwicklung von Schaltnetzteilen und anderen Stromversorgungs-Systemen minimieren.
Die Autoren
Ramanan Natarajan hat über 16 Jahre Erfahrung im Bereich der Leistungselektronik. Er hat mit AC/DC-Netzgeräten, analogen und digitalen Power-Management-Controllern und Hochspannungs-Gate-Treibern gearbeitet. Im Moment arbeitet er bei Texas Instruments an Produkten für isolierte Stromversorgungen. Ramanan hat zwei Master-Abschlüsse in Materialwissenschaften und Elektrotechnik vom Rensselaer Polytechnic Institut, New York, in denen er sich auf Leistungselektronik-Gehäuse bzw. auf die Physik von IGBTs fokussierte.
Chris Schairbaum kam 1995 zu Texas Instruments und ist Director of Innovation & Development. Davor leitete er TIs Bereich Energy Technology Strategy mit Produktentwicklungen auf den Gebieten Erneuerbare Energien, Übertragung und Energieeffizienz. Er ist beratendes Mitglied der US National Academy of Engineering, Center for Engineering Ethics & Society.
- Mehr Effizienz mit Hochspannung
- Von zehntausenden Volt zu Bruchteilen eines Volts
- Herausforderungen der Hochspannungs-Technologie
- Integration
- Fortschrittliche Gehäusetechnik
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