Mouser German Blog

Erinnern Sie sich noch daran, als wir uns über das Rauschen im Autoradio beschwert haben? Jetzt ist das Auto an der Reihe, sich über das Rauschen zu beschweren.

Moderne Fahrzeuge haben viel mehr zu bewältigen als in Zeiten des reinen AM-Radioempfangs mit Knöpfen und Tastern. Heutzutage ist in der elektrischen Umgebung von Fahrzeugen eine Menge los und viele Anwendungen reagieren empfindlich auf elektromagnetische Störungen (EMI).

Das bedeutet, dass Schaltregler eingesetzt werden müssen, die das Rauschen begrenzen und die EMI-Probleme der Entwicklungsingenieure nicht noch vergrößern. Schaltregler sind in der Regel die erste aktive Komponente auf der Eingangsstrom-Busleitung. Unabhängig von den nachgeschalteten Wandlern beeinflusst ein effektiver Schaltregler die EMI-Leistung des gesamten Wandlers. Die Minimierung der EMI ist also durchaus ein Thema.

Früher bestand die Lösung in EMI-Abschirmgehäusen oder der Verlangsamung der Schaltflanken des internen MOSFETs. Diese Lösungen waren nicht praktikabel, weil die Grundfläche zu klein war oder die Effizienz begrenzt war.

Es wurden jedoch neue Designs für integrierte Leistungsschaltungen entwickelt, die schnellere Schaltfrequenzen, einen höheren Wirkungsgrad und geringere Mindest-Einschaltzeiten ermöglichen.

Diese Innovationen sorgen dafür, dass die Entwicklungsingenieure auf Trab bleiben. In  diesem Blogbeitrag befassen wir uns daher mit drei Produkten, die für den Low-EMI-Betrieb entwickelt wurden.

Low-EMI-Betrieb mittels Wandlern und Controllern

Der synchrone Abwärtswandler LMQ62440-Q1 von Texas Instruments ist speziell für niedrige EMI ausgelegt. Der synchrone Peak-Current-Mode-Abwärtsregler des Wandlers mit großem Eingangsbereich eignet sich ideal für verschiedene Automotive-Anwendungen. Der Abwärtswandler arbeitet über einen breiten Schaltfrequenzbereich, einschließlich dem Sub-AM-Band bei 400 kHz und oberhalb des AM-Bandes bei 2,1 MHz. Er hat außerdem einen niedrigen Leerlauf-Stromverbrauch und eignet sich daher für Anwendungen, die nicht mit der Batterie betrieben werden und immer eingeschaltet sind. Durch den Betrieb bei 2,1 MHz ist auch die Verwendung kleiner passiver Bauteile möglich. Der Wandler selbst ist 4 mm x 3,5 mm groß und befindet sich in einem VQFH-HR, 14-pin Gehäuse.

Der Analog Devices Inc. LTC3310S synchrone Silent Switcher^® 2 DC/DC-Abwärtswandler erreicht eine niedrige EMI und einen hohen Wirkungsgrad bei Schaltfrequenzen von bis zu 5 MHz. Der Wandler liefert einen Ausgangsstrom von bis zu 10 A bei einer Eingangsspannung von 2,25 V bis 5,5 V und ist in einem kompakten 3 mm x 3 mm großen LQFN-Gehäuse integriert. Er eignet sich ideal für Anwendungen im Automotive-Bereich, für Server, Stromversorgungen in der Telekommunikation u.v.m. Der LTC3310S verfügt außerdem über ein Power-Good-Signal, wenn der Ausgang reguliert wird, einen Ausgangsüberspannungsschutz, eine thermische Abschaltung, einen Temperaturwächter, eine Taktsynchronisierung, eine Moduswahl und einen Ausgangskurzschluss-Sicherung.

Der Maxim Integrated MAX25431 Automotive-H-Brücken-Buck/Boost Controller wird mit Eingangsspannungen von 6 V bis 36 V betrieben, der den Betrieb unter Kaltstartbedingungen ermöglicht und dabei nur 55 µA Ruhestrom bei Nulllast verbraucht. In Verbindung mit seiner Fähigkeit, die Ausgangsspannung auch bei Batterieüberspannungen konstant zu halten, eignet er sich ideal für Automotive-Anwendungen. Durch den geringen Ruhestrom können Entwickler die Stromanforderungen der Erstausrüster erfüllen - und das alles in einem 4 mm x 4 mm großen 24-Pin SWTQFN-Gehäuse.

Fazit

Moderne Automobile haben heute alle das gleiche Grunddesign: ein Chassis und vier Räder. Aber im Inneren dieser rollenden Maschinen befinden sich kleinere, manchmal sogar mikroskopisch kleine Geräte, die den Betrieb eines immer größer werdenden Ökosystems von elektronischen Systemen aufrechterhalten. Entwickler müssen sich mit dieser hochkomplexen elektrischen Umgebung auseinandersetzen und Lösungen finden, bei denen rauscharme Schaltregler und EMI-empfindliche Anwendungen zum Einsatz kommen. Beim Thema elektrostatische Probleme haben wir wirklich schon einen weiten Weg zurückgelegt.