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National Semiconductor stellt eine Reihe energieeffizienter Produkte für den Automotive-Markt vor, mit denen sich neue Anwendungen auf den Gebieten LED-Beleuchtung, Antriebsstrang, sowie in Sicherheits- und Infotainment-Systemen realisieren lassen.

Die Temperatursensoren, Datenwandler, Audio- und Operationsverstärker sowie die Power-Management- und Interface-Schaltungen von National erfüllen die Ansprüche hinsichtlich Zuverlässigkeit und Präzision in Umgebungen mit hohen Temperaturen und großen Betriebsspannungsbereichen.

Der Kennbuchstabe Q in der Typenbezeichnung vieler der neuen Bauelemente bedeutet, dass das betreffende Produkt der Zuverlässigkeits-Spezifikation AEC-Q100 des Automotive Electronics Council entspricht. Diese Spezifikation schreibt einen besonderen Fertigungsablauf mit umfangreichen Prüf- und Auswahlprozeduren vor. Alle Produkte unterstützen die Designer elektronischer Systeme bei der Entwicklung sichererer Autos, die weniger Kraftstoff verbrauchen und dem Fahrer mehr Komfort bieten.

Energieeffiziente Produkte

Um in Fällen, in denen ein Auto über eine längere Zeit nicht bewegt wird, eine übermäßige Entladung der Batterie zu vermeiden, bietet der neue Schaltregler LM26003 von National einen Sleep-Modus mit besonders geringer Stromaufnahme. Mit dem Current-Mode-Control-Verfahren erzielt der Baustein eine präzise Regelung über einen weiten Eingangsspannungsbereich von 4,0 bis 38 V.

Für die Versorgung von Automobilelektronik-Systemen, in denen die Eingangsspannung kleiner oder größer als die Ausgangsspannung sein kann, unterstützt der PowerWise-DC/DC-Regler LM5118 von National ein besonderes Buck/Boost-Regelverfahren. Die ununterbrochene Versorgung der Elektronikmodule ist hierdurch auch dann sichergestellt, wenn die Batteriespannung kurzzeitig auf unter 4 V abfällt.

LED-Beleuchtungseinrichtungen im Kfz

Der Einsatz von Leuchtdioden für Beleuchtungseinrichtungen im Auto nimmt weiter zu. LEDs erzielen eine höhere Lichtausbeute als konventionelle Glühlampen und Leuchtstofflampen und tragen dadurch zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei. Zudem sind sie umweltfreundlicher, da sie weniger gefährliche Stoffe enthalten und eine längere Lebensdauer erreichen.

Die Familie der PowerWise-LED-Treiber von National kann High-Brightness-LEDs mit Leistungen von 1 bis 5 W ansteuern. Sie arbeitet im Konstantstrombetrieb, senkt durch ihre geringe Feedback-Spannung die Verlustleistung und sorgt Dank eines Null-Shutdown-Stroms für einen maximalen Wirkungsgrad. Mit den Dimm-, Kurzschluss- und Überhitzungsschutz-Funktionen kommen die Produkte für eine breite Palette von Beleuchtungs-Anwendungen in Frage.

Für Außenbeleuchtungen wie etwa Fahrlicht, Tagfahrlicht, Nebelscheinwerfer und Heckleuchten-Kombinationen, aber auch für die Innen- und Instrumentenbeleuchtung empfehlen sich die Hochspannungs-LED-Treiber LM3421 und LM3423, die drei oder mehr LEDs je String ansteuern können.

Für Hintergrundbeleuchtungen von Infotainment-Applikationen, bei denen es auf geringen Platzbedarf ankommt, bietet sich der dreikanalige PowerWise-Konstantstrom-LED-Treiber LM3431 von National an, der über einen integrierten Boost-Schaltregler verfügt und Dimmfrequenzen bis 25 kHz mit einem Kontrastverhältnis von 100:1 unterstützt.

National bietet außerdem eine ganze Reihe von Operationsverstärkern und Temperaturmanagement-Lösungen zur Überwachung von Beleuchtungssystemen an, um Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Antriebsstrang-Systeme

Elektronische Steuergeräte, die im Motorraum eingesetzt werden, müssen wegen der bis zu +150 °C und darüber betragenden Temperaturen thermisch besonders robust sein.
Der neue digitale Temperatursensor LM95172Q, ebenfalls Mitglied der PowerWise-Familie, überwacht die Temperatur von Automotive-Systemen bis +175 °C und kommt zwischen +130 °C und +160 °C auf eine Genauigkeit von ±1 °C. Er ist gemäß AEC-Q100 Grade 0 qualifiziert. Die hohe Präzision des LM95172Q bei hohen Temperaturen macht es möglich, Systeme mit engeren Toleranzen zu konzipieren, denn Systementwickler können jetzt zuverlässige elektronische Steuergeräte entwickeln, die beständig bei höheren Temperaturen eingesetzt werden können. Dies ermöglicht z. B. in modernen Automatikgetrieben eine optimale Ölviskosität, kompaktere Systeme und ein geringeres Gewicht. Alle diese Elemente zusammen sorgen für einen geringeren Kraftstoffverbrauch. Der LM95172Q wird für die Montage auf Hybridschaltungen als Die (ungehäuster Halbleiter-Chip) geliefert .

Zur Kontrolle der Leistungsfähigkeit von Kraftstoff-Einspritzsystemen bietet der neue 60-V-Stromabtast-Verstärker LMP8601Q von National zu 100% geprüfte garantierte Temperaturkoeffizienten (von -40 °C bis +125 °C).

Infotainment

Infotainment-Systeme werden mit immer mehr Funktionalitäten ausgestattet. Mehrere Audio- und Video-Datenströme, Kamerasysteme und Navigation werden zu einem gemeinsamen System zusammengeführt, das auch Echtzeit-Verkehrsmeldungen und Warnhinweise für den Fahrer einschließt. Die Wahrung einer klaren Audio- und Video-Wiedergabe trotz der vielen Signalquellen und verschiedenen Streams birgt eine Vielzahl besonderer Herausforderungen.
Mit den Bausteinen DS90UR124Q und DS90UR241Q bietet National Serializer/Deserializer (SerDes) und jitterarme Crosspoint-Switches an, mit denen Video-Inhalte an mehrere Displays für Fahrer und Passagiere per Routing und Switching geleitet werden können. Zusammen mit den Boomer-Audioverstärker-Subsystemen LM49350 und LM49370 von National sind der DS90UR124Q und der DS90UR241Q in der Lage, Audio- und Videosignale über eine einzige Hochgeschwindigkeits-LVDS-Verbindung zu liefern. Dadurch vermindern sich der Verkabelungsaufwand und das Gewicht. Darüber hinaus wird auch das Design vereinfacht und die Möglichkeit zur Ansteuerung bis zu 10 m langer Kabel geboten.

Aktive Sicherheit

Sicherheit kombiniert mit Komfort entwickelt sich zum wichtigsten Feature für Automotive-Kunden. Mehrere Systeme arbeiten heutzutage Hand in Hand, um den Fahrer vor potenziellen Gefahren auf der Straße zu warnen. Der neue LM48100Q von National benötigt nur eine einzige Versorgungsspannung. Der Mono-Verstärker, an den der Verbraucher in Brückenschaltung angeschlossen wird, verfügt über eine I2C-kompatible Lautstärkeeinstellung und dient zur Verstärkung von Warn- und Alarmtönen in Kraftfahrzeugen. Der Boomer-Audio-Leistungsverstärker ist gemäß AEC-Q100 Grade 2 qualifiziert und mit einem umfassenden System zur Erkennung von Störungen am Ausgang ausgestattet. Die Lastbedingungen werden ebenso festgestellt wie Leitungsunterbrechungen. Auch im Kurzschlussfall ist der Baustein geschützt. Der LM48100Q kann bei 5 V Versorgungsspannung eine Dauer-Ausgangsleistung von 1,3 W an 8 ? ausgeben, wobei der THD+N-Wert (Gesamtklirrfaktor plus Rauschen) kleiner als 1 % ist. (av)