Wollte man früher bei einem Auto Leistung haben, kaufte man sich einen Wagen mit mindestens sechs Zylindern. Dank Turboladern erreichen heute 4-Zylinder-Motoren große Leistung und Effizienz - auf kleinstem Raum. Das beste Beispiel dafür ist der neue Golf 7R mit vier Zylindern und Turbolader, der es auf stolze 290 PS bringt. VW-Entwicklungschef Hackenberg wird zudem mit den Worten "da geht noch mehr" zitiert. Für den Modul-Markt gilt das Gleiche: Auch hier werden auf kleinstem Raum hohe Effizienz und Leistung gefordert. Elektronische Baugruppen werden immer kleiner und müssen immer effizienter werden, diese Anforderungen gelten dementsprechend auch für die einzelnen Elemente einer Baugruppe.
Zu diesem Trend gehört auch die immer weiter zunehmende Integration von Bauteilen. Das gilt für nahezu alle Bereiche, beispielsweise FPGAs, CPUs oder Displays. Das beste Beispiel dafür sind die CPU-Hersteller, die längst vier oder mehr Kerne in einen Chip integrieren.
Zwar spielen diskrete Lösungen im DC/DC-Schaltreglerbereich immer noch eine wichtige Rolle, wenn es um die Kosten geht. Spielen aber die Entwicklungszeit, der Platz auf der Leiterplatte und das Bedürfnis nach hoher Leistung auf kleinem Raum eine wichtige Rolle, sind integrierte Lösungen inzwischen das Mittel der Wahl.
Neben der Entwicklungszeit kommt noch hinzu, dass sich viele Entwickler nicht lange mit DC/DC-Lösungen beschäftigen wollen. Ihr Fokus liegt vielmehr auf der Programmierung von FPGAs. Eine fertige Lösung, die sozusagen per Plug&Play integriert werden kann, ist hier eine willkommene Alternative.
Mit den MagI3C(Magnetic Integrated Intelligent IC)-Power-Modulen adressiert Würth Elektronik eiSos genau diese Problematiken. Die miniaturisierten DC/DC-Wandler mit integrierter Spule setzen ungeregelte Eingangsspannungen in geregelte Ausgangsspannungen um, bei einem Wirkungsgrad von nahezu 97 Prozent. Pro Quadratzentimeter bringen die Module bis zu 72 W Leistung, was weit mehr ist als das, was üblicherweise auf dieser Fläche erreicht wird. Die notwendige Kühlung wird durch eine entsprechende Auslegung der Platine gewährleistet. Die in Standard-SMD-Gehäusen gekapselten Module können im herkömmlichen Fertigungsprozess auf der Leiterplatte platziert werden.
Zum Start der Produktreihe wird es fünf Module mit variabler und zwei Module mit fester Ausgangsspannung geben. Beide Typen verfügen über "under voltage lockout", "voltage overshoot", "over-current" und "thermal shut down" protection. Bei den Modulen mit fester Ausgangsspannung (3,3 V/ 5 V) sind der Eingangs- und Ausgangskondensator ebenfalls mit in das Modul integriert. Hier wird ein Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent erreicht. Für die DC/DC-Step-Down-Funktion wird hier kein externes Bauteil benötigt, was die BOM-, Lager- und Produktionskosten senkt. Durch den Eingangsspannungsbereich von 5 bis 18 V sind diese Module vor allem für Kunden geeignet, die 12-V-Netzteile einsetzen. Der Verbraucher kann bis zu 3 A aus diesen Modulen ziehen. Ein Chip-Bead-Ferrit von Würth Elektronik eiSos reicht aus, um die EMV EN55022 classB-Norm zu erreichen.
Die Module mit variabler Ausgangsspannung hingegen weisen einen Eingangsspannungsbereich von 5 bis 42 V sowie einem Ausgangsspannungsbereich von 0,8 bis 24 V auf. Hier kann der Anwender nicht nur die Ausgangsspannung, sondern auch die Schaltfrequenz (200 bis 800 kHz) und den Soft-Start einstellen. Da es aber eine Plug&Play Solution ist, gibt Würth Elektronik eiSos Applikationshinweise für verschiedene Spannungen an, so dass der Entwickler den Taschenrechner in der Schublade lassen kann. Diese können von der Webseite www.we-online.de heruntergeladen werden. Zusätzlich finden sich diese Angaben im Datenblatt. Auch die variablen Module sind nach EN55022 Klasse B spezifiziert. Zur weiteren Verbesserung der EMV bietet Würth Elektronik eiSos optimierte Filterschaltungen an.
Die Module finden zum Beispiel Anwendung im industriellen Bereich, aber auch in der Telekommunikation, Medizin- & Bahntechnik.
Mit den neuen Power-Modulen, die sehr kompakt, EMV-optimiert, energieeffizient und äußerst zuverlässig sind und sich zudem sehr schnell eindesignen lassen, wird Würth Elektronik eiSos den Anforderungen des Marktes gerecht. So kann der Turbo nicht nur in den Golf, sondern auch in elektronische Baugruppen gebracht werden.
