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Peter Runz, TDK-Lambda

»Wir experimentieren seit Jahren mit GaN«

17. Dezember 2014, 10:33 Uhr | Andrea Gillhuber

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Hohe Wertlegung auf Powertrain-Design

Elektronik: Welche Herausforderungen bringt dieser Trend für die Hersteller von Stromversorgungen mit sich?

Peter Runz: Netzteilhersteller sind gefordert, Wandler mit besonders hoher Leistungsdichte und umso höheren Wirkungsgraden bereitzustellen, welche mehr Intelligenz beinhalten, um externe Power-Management-Komponenten einsparen zu können. Die Regelgenauigkeit bedarf extremer Präzision und eine sehr schnelle Sprungantwort ist wichtig, um die Spannung für die Niedervolt-Prozessoren im benötigten Bereich zu halten.

Elektronik: Ändert dieser Trend die Art und Weise, wie Sie an die Prioritäten und Abwägungen für neueste Designs herangehen?

Peter Runz: Unsere neuen Designs unterstützen solche Niedrigspannungs-Prozessoren und beinhalten digitale Regelungen, um diesen Bedürfnissen gerecht zu werden. Wir legen zusätzlich sehr hohen Wert auf das Powertrain-Design, weil die kleinen Bauformen den Betrieb bei sehr hohen Frequenzen notwendig machen, was durch spezielle Schalter, niederinduktive Verbindungen und sehr hochwertige, verlustarme Magnetmaterialien ermöglicht wird.

Elektronik: Wie kann der Digitalteil beitragen, die steigende Stromdichte auf Leiterplattenebene zu kontrollieren?

Peter Runz: Digitale Steuerung kann, richtig angewandt, an vielen Stellen Verbesserungen bringen. Zu nennen sind hier eine nichtlineare und adaptive Regelung zur Verbesserung der Sprungantwort, eine geringere Bauelemente-Zahl zugunsten kleinerer Bauform und für eine höhere Zuverlässigkeit, die Integration von Power-Management-Aufgaben zur Reduktion externer Komponenten. Zudem bringt die Programmierbarkeit Flexibilität für kundenspezifische Adaptionen mit sich; auch eine exakte digitale Überwachung zur Systemkontrolle und Fehlervermeidung ist damit möglich. Weiterentwickelte digitale Steuermethoden wie z.B. das „Auto-Tuning“ der iJB-Familie regeln die Reaktion des Spannungsreglers, um sich an die Größe der externen Ausgangs-Kapazitäten anzupassen. Diese Technologie ermöglicht schnelle Reaktionszeiten, verringerte Spannungs-Sollwertabweichungen und eine robuste Stabilisierung, was die Größe der Kondensatorbänke reduzieren kann.

Elektronik: Gibt es neben der Digitaltechnik noch weitere Entwicklungen, die es erlauben, mit dem steigenden Strombedarf heutiger ICs Schritt zu halten?

Peter Runz: Zusätzlich zur digitalen Technologie müssen wir an einer höheren Packungsdichte arbeiten, an besseren HF-Schaltern, verbesserten HF-Magnetmaterialien und auch an neuen Netzteil-Topologien.