Power Integrations / Elektromobilität

InnoSwitch3-AQ arbeitet von 30 V bis 550 V

15. Juli 2020, 23:05 Uhr   |  Ralf Higgelke

InnoSwitch3-AQ arbeitet von 30 V bis 550 V
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InnoSwitch3-AQ ist ein AEC-Q100-qualifiziertes Sperrwandler-Schalter-IC mit integriertem 750-V-MOSFET

Die Ansteuerung für die Hochleistungsumrichter in Elektroautos speist sich aus der 12-V-Batterie. Fällt diese aus, muss eine Notfall-Stromversorgung direkt aus der 400-V-Batterie einspringen. Der geforderte Eingangsspannungsbereich von 30 V bis 550 V stellt an die Schaltung höchste Anforderungen.

Mit dem InnoSwitch3-AQ hat Power Integrations ein AEC-Q100-qualifiziertes Sperrwandler-Schalter-IC mit integriertem 750-V-MOSFET und sekundärseitiger Stromerfassung zur Serienproduktion freigegeben. Die IC-Familie ist für Anwendungen in batterie- und hybridelektrischen Fahrzeugen  vorgesehen. Darunter fallen beispielsweise Antriebsumrichter, On-Board-Ladegeräte, Bordnetz-Gleichspannungswandler fürs Energiemanagement und Batteriemanagementsysteme.

Eine besonders herausfordernde Anwendung ist die Notfall-Stromversorgung (Emergency Power Supply, EPS). Diese muss einspringen, wenn die 12-V-Batterie ausfällt und aus der Hochspannungsbatterie mt 400 V direkt die Versorgung für die Umrichter im Fahrzeug sicherstellen. Die Automobilindustrie fordert dafür einen Eingangsspannungsbereich von 30 V bis 550 V, und es darf kein Optokoppler eingesetzt werden.

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Eine Notfall-Stromversorgung (Emergency Power Supply, EPS) muss einspringen, wenn die 12-V-Batterie ausfällt, und aus der Hochspannungsbatterie direkt die Versorgung für die Umrichter im Fahrzeug sicherstellen.

Dank der proprietären Kommunikationstechnologie FluxLink, die ohne zusätzliche Transformatorwicklung und ohne Optokoppler im Regelkreis auskommt, erzielt der InnoSwitch3-AQ eine Regelungsgenauigkeit von ±3 Prozent über die vollen Eingangsspannungs- und Lastbereiche. Selbst beim Transienten-Stress-Test hält die FluxLink-Technologie diese hohe Regelungsgenauigkeit ein; dies ist insbesondere bei primärseitig geregelten Implementierungen eine Herausforderung.

Der integrierte 750-V-MOSFET erfüllt die Derating-Anforderungen von Automobilanwendungen, und der On-Chip-Synchrongleichrichter-Controller erreicht bei der Nenneingangsspannung von 400 V einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Optimierte Designs nehmen laut Hersteller im Leerlauf weniger als 10 mW über den gesamten Eingangsspannungsbereich auf.

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Der InnoSwitch3-AQ hält den Wirkungsgrad hoch. Mit einem mit einem StackFET unterstützt er soga Busspannungen bis 925 V.

Die ICs der Bausteinfamilie besitzen ein InSOP-SMD-Gehäuse mit 11 mm Kriechstrecke von Primär nach Sekundär und erfüllen somit die hohen Isolationsanforderungen für Anwendungen in großer Höhe (>5000 m).

Das auf dem neuen IC basierende Referenzdesign DER-840Q demonstriert das Starten, das Herunterfahren und den energieeffizienten Betrieb einer Gesamtlösung bei Eingangsgleichspannungen von 30 V bis 550 V; außerdem demonstriert es die Reaktion auf Transienten und die zahlreichen Sicherheits- und Schutzfunktionen.

Der InnoSwitch3-AQ ist sofort lieferbar und kostet 2,75 US-Dollar pro Stück bei Abnahme von 10.000 Stück.

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