STMicroelectronics lässt Entwicklern die Wahl zwischen Standard- und Low-Cost-Leistungsschaltungen
Controller für Vorschaltgeräte eröffnet Energiesparlampen kostensensible Märkte
Ein mit zahlreichen Features ausgestatteter Vorschaltgeräte-Controller von STMicroelectronics bietet erstmals die Wahl zwischen Standard- und Low-Cost-Leistungsschaltungen. Mit dem 3ST1630 bringt das Unternehmen zudem einen Leistungstransistor mit um 50 Prozent gesteigerter Stromfestigkeit auf den Markt.
Als erster bislang am Markt erhältlicher Baustein bietet der Controller L6250 dem Entwickler die Alternative, ohne Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit kostengünstige bipolare Leistungsschalter anstelle von MOSFETs in Vorschaltgeräten für Energiesparlampen zu verwenden. Ein Wechsel vom MOSFET zum bipolaren Leistungsschalter zieht nur einen Tausch des Impulsübertragers nach sich. Er ist Garant für eine hohe Energieeffizienz und hält eine Vielzahl wichtiger, in den Chip integrierter Features bereit, um in Zukunft ein zügigeres und kostengünstigeres Design zu ermögliche. Gleichzeitig reduziert der Mikrocontroller die Materialkosten entsprechender Designs.
Einsetzbar ist das IC mit einer Vielzahl von Lampentechnologien und Leistungen. Geeignet ist er für den erweiterten Temperaturbereich von -25 bis +85 °C. Dies bietet den Herstellern die Möglichkeit zur Senkung ihrer Design- und Beschaffungskosten für Produkte in einem breiten Performance- und Preisspektrum.
Im digitalen Regelkern des L6520 sind alle Funktionen und Schutzeinrichtungen integriert, sodass der Baustein gegenüber anderen Controllern mit etwa 30 Prozent weniger externen Bauelementen auskommt. Zu den eingebauten Features zählt etwa die Erkennung des Lebensdauerendes der Lampe. Eine proprietäre Stromregelungs-Schaltung schützt den Baustein zudem vor zu hohen Strömen und Spannungen sowie vor Drosselsättigung und »hartem« Schalten.
Durch eine präzise, programmierbare Vorheizfunktion verlängert sich die Lebensdauer des verwendeten Leuchtmittels. Gleichzeitig vermeidet die Kompensation der BJT-Speicherzeit das Risiko von Querströmen (Cross-Conduction) und verleiht der Applikation mehr Robustheit.
Der Mikrocontroller erfüllt die Anforderungen von Energiespar-Vorschriften wie etwa Energy Star und trägt damit zur optimierten Nutzung der verfügbaren Energie sowie zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei. Nach Angaben der Energy Information Adinistration (EIA) entfallen etwa 19 Prozent des gesamten weltweiten Stromverbrauchs auf die Beleuchtung. Unter dem Eindruck von Anreizen, Normen und Vorschriften zur Verbesserung der Energieeffizienz lösen zunehmend elektronische Hochfrequenz-Vorschaltgeräte die bisherigen elektromagnetischen Vorschaltgeräte ab. Durch die Verwendung elektronischer Bauelemente zeichnen sie sich durch einen höheren Wirkungsgrad sowie ein geringeres Gewicht aus. Zudem erzeugen sie kein sichtbares Flimmern.
Neben den Entwicklungsanstrengungen im Bereich Lampen-Vorschaltgeräte konnte STMicroelectronics auch Erfolge bei der Entwicklung bipolarer Leistungstransistoren melden. Mit dem 3STR1630 wurde das erste Produkt einer neuen Familie hochleistungsfähiger bipolarer Leistungstransistoren vorgestellt. Sie kombinieren hohe Stromfestigkeit und Kollektor-Emitter-Sperrspannung mit geringer Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung. Auf diese Weise bringen sie sehr gute Voraussetzungen für den Einsatz in LED-, Motor- und Relaistreibern sowie in Gleichspannungswandlern mit.
Produziert wird der NPN-Transistor 3STR1630 in einer neuen Niedervolt-Planartechnologie, bei der durch einen Doppel-Metall-Prozesses die Zelldichte fast verdoppelt werden konnte. Somit wird bei der Produktion der Leistungstransistoren kein anspruchsvolles Photolithografie-Equipment benötigt.
Abgesehen von der rund 50-prozentigen Anhebung der Stromfestigkeit bei gleichen Chip-Abmessungen ermöglicht der Doppel-Metall-Prozess die Produktion von Transistoren mit VCEO-Werten bis zu 100 V und mit höhreren Schaltfrequenzen von bis zu 300 kHz sowie eine Senkung des VCE(SAT)-Wertes um 40 Prozent.
Als erster Baustein der neuen Familie weist der 3STR1630 einen minimalen BVCEO-Wert von 30 V auf und bietet einen sehr guten Kompromiss zwischen 28 V Sperrspannung und einem minimalen VCE(SAT)-Wert. So beträgt der äquivalente On-Widerstand lediglich 100 mOhm bei einem hFE-Wert von 50. Trotz seines Small-Outline-Gehäuses vom Typ SOT-23 verkraftet der in Massenstückzahlen 24 US-Cent teure Baustein einen Dauerstrom von 6 A.
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