ROHMs isolierte DC/DC-Wandler für xEV: reduzieren Anwendungsgröße und Entwicklungsaufwand für Rauschunterdrückungsmaßnahmen

BD7Fx05EFJ-C verkleinert die Montagefläche in der Isolierschaltung im Vergleich zu Standardprodukten um 30 %

ROHM bietet mit der BD7Fx05EFJ-C-Serie (BD7F105EFJ-C, BD7F205EFJ-C) isolierte DC/DC-Sperrwandler, die für Gate-Treiber-Stromversorgungen in xEV-Anwendungen wie elektrischen Kompressoren und PTC-Heizungen optimiert sind.

Im Einklang mit einer immer nachhaltiger werdenden Industrie und Gesellschaft, wurden xEVs wie Hybrid- und Elektrofahrzeuge in den letzten Jahren zunehmend beliebter. xEVs nutzen in erster Linie Strom als Energiequelle. Sie sind deshalb mit speziellen Anwendungen wie elektrischen Kompressoren für die Klimaanlage und PTC-Heizungen zur Temperaturerhöhung in den Fahrzeuginnenräumen ausgestattet. Diese Anwendungen werden mit hohen Spannungen betrieben. Um die Sicherheit zu gewährleisten, muss der Primärkreislauf (enthält die Batterie) vom Sekundärkreislauf (umfasst den Motor und andere Systeme) getrennt werden. Neben Herausforderungen wie der größeren Montagefläche und dem höheren Stromverbrauch erfordern herkömmlich isolierte Schaltungskonfigurationen jedoch auch umfangreiche Maßnahmen zur Rauschunterdrückung bei Schaltfrequenzen, die mit dem Ausgangsstrom variieren.

Die neuen Produkte von ROHM nutzen eine Schaltungskonfiguration, die stabile Schaltfrequenzen ohne Optokoppler erreicht. Dadurch wird die Größe der Anwendung und der Arbeitsaufwand für die Rauschunterdrückung verringert. Dank der bewährten Analogdesigntechnologie von ROHM kommt die BD7Fx05EFJ-C-Serie ohne Optokoppler, Transformator-Hilfswicklungen und periphere Komponenten aus, die üblicherweise zur Erkennung von sekundärseitiger Spannung und Stromstärke erforderlich sind. Darüber hinaus hat ROHM nicht nur die verschiedenen Herausforderungen von Optokopplern gelöst. Dazu gehören der hohe Stromverbrauch, die schwankende Erkennungsgenauigkeit aufgrund von Temperaturänderungen und die Alterung im Laufe der Zeit. Durch Reduzierung der Anzahl der Komponenten wurde auch eine größere Miniaturisierung erreicht. Deshalb ist es möglich, die Anzahl der für die Stromerkennung verwendeten Bauteile – einschließlich des Optokopplers – im Vergleich zu allgemeinen isolierten Sperrwandler-Stromversorgungsschaltungen, um den Faktor zehn zu reduzieren. Dies entspricht einer Platinenfläche von 30 Prozent.

Die BD7Fx05EFJ-C-Serie ist außerdem mit einer adaptiven Einschaltzeitsteuerung ausgestattet, die die Einschaltzeit festlegt und unabhängig von der Ausgangsleistung eine stabile Frequenz von etwa 350 kHz gewährleistet. Die Einhaltung der EMV-Norm CISPR25 für Kraftfahrzeuge erfordert im Frequenzbereich von 150 kHz bis 300 kHz umfangreiche Maßnahmen zur Rauschunterdrückung. Da die neuen Wandler von ROHM jedoch nicht in dieses Band fallen, können die Rauschunterdrückungsmaßnahmen stark vereinfacht werden. Zusammen mit einer Spread-Spectrum-Funktion, die das abgestrahlte Rauschen minimiert, verringert dies den Entwicklungsaufwand.

ROHM wird auch in Zukunft Produkte entwickeln, die eine stärkere Miniaturisierung und geringeres Rauschen ermöglichen, indem das Unternehmen seine Stärken in der Analogtechnologie nutzt und so zu einer nachhaltigen Gesellschaft beiträgt.