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Mit 255 Ausstellern und 65 vertretenen Firmen endete die PCIM Europe 2009. Wie der Veranstalter bekannt gab, sollen sich ca. 6000 Besucher über Innovationen und Trends in der Leistungselektronik, der Intelligenten Antriebstechnik und der Power Quality informiert haben. Ihre Internationalität unterstrich die Veranstaltung mit einem Anteil ausländischer Aussteller von 47% aus insgesamt 27 Ländern. Besucher kamen laut Vorregistrierung aus 45 Ländern. Die parallel zur Messe verlaufene Konferenz verzeichnete 506 Teilnehmer aus ca. 30 Ländern. In insgesamt 150 Vorträgen in Erstveröffentlichung sowie zehn Tutorien tauschten die Experten ihr Know-how aus.

Der Termin für die PCIM Europe 2010 steht fest: 04.-06. Mai 2010 in Nürnberg. Was uns auf dem Rundgang über die PCIM besonders auffiel haben wir nachfolgend für Sie zusammengefasst.

Avago

Avago Technologies kündigte die Entwicklung einer neuen Optokoppler-Technologie mit extrem niedrigem Leistungsbedarf an. Sie benötigt 90% weniger Leistung als übliche Standard-Optokoppler (Bild Avago), es gibt sie ab September 2009 mit einem oder zwei Kanälen im SO5/8 oder in Strech-Varianten SO6/8. Der absolute Leistungsbedarf des neuen innovativen Kopplerdesigns liegt dann bei unter 2 mA, verglichen mit 15 mA bei einem Standard-Koppler und 4-5 mA bei magnetischen Isolatoren. Die Optokoppler für 3,3 und 5 V Ub wurden entwickelt Kommunikations-Interfaces (RS485, CANBus und I2C), µP-System-Interfaces und digitalen Isolationen für ADC und DAC. Das Optokoppler-Design mit einem optisch gekoppelten Gate kombiniert eine besonders effiziente LED (I = 2 mA) mit einem integrierten hoch verstärkenden Fotodetektor (I = 1 mA). Es ermöglicht so den direkten Anschluss an einen Mikrocontroller-Ausgang. Hohe Zuverlässigkeit wird im Industrietemperaturbereichen zwischen -40 °C bis zu 105 °C geboten.

Celem/Eurocomp

Am Stand von Eurocomp waren u.a. die Polypropylen-Kondensatoren von Celem zu sehen, die als Konduktions-gekühlte Typen bis zu 500kVAr auf 500 cm3 bieten. Unser Bild zeigt noch die 200 kVAr Version, die neuen haben die gleichen Abmessungen (Durchmesser 80 bzw. 88 mm und 71,5 cm Höhe). Wesentliche Daten sind die Kapazitätswerte von 2 bis 21 µF, die Spannung von 500 bis 750 V (Sinus) bzw. bis 1060 V Spitze und Ströme bis 1000 A. Die obere Grenzfrequenz geht bis 70 kHz (bei der 3-µF-Version). Einsatzgebiete der High-Tech Kondensatoren sind z.B. Geräte zur Induktionserwärmung.

Electronic Concepts

Der irische Kondensatoren-Hersteller Electronic Concepts hat Filter-Kondensatoren herausgebracht, die aufgrund ihrer hohen Energiedichte geeignet sind, Elektrolyt-Kondensatoren zu ersetzen. Die Serien UP3 und UL9 sind selbstheilende, metallisierte Kondensatoren auf der Basis von Polypropylen . Vorteile gegenüber Elektrolyt-Kondensatoren sind eine Lebensdauer von mindestens 100000 Stunden bei einer maximalen Temperatur von 70 °C, niedrige ESL- und ESR-Werte, eine hohe Stromtragfähigkeit vom 3-fachen des Spitzenstroms und eine kurzzeitige Überspannungsbelastbarkeit vom 1,5-fachen der Nennspannung. Die Nennspannungen der Serie UP3 reichen von 700 bis 3000 V, die Maximalströme bis 100 Aeff, die Nennkapazitäten mit 10% Toleranz von 65 bis 2100 µF. Der Serienwiderstand liegt im Bereich von 0,6 bis 6,5 mOhm. Die erlaubten Spitzenströme liegen zwischen 1350 bis 13000 A. Der dielektrische Verlustfaktor beträgt 2 x 10-4. Die Kondensatoren haben einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis +85 °C. Die Serie UL9 hat im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie die UP3-Serie, da sie in der gleichen Technologie hergestellt wird. Durch Parallelschaltung von diskreten Einzelkomponenten entstehen größere Kapazitäten und demzufolge größere Gehäuseausführungen.

Fairchild

Der FSEZ1016A von Fairchild ist ein EZSWITCH, der einen PSR-PWM-Controller und einen Power-MOSFET kombiniert. Der FAN100 ist ein reiner PSR-PWM-Controller. Durch diese Integration und die proprietäre TrueCurrent-Technologie ermöglichen diese Controller sehr genaue Werte für Konstantstrom und Konstantspannung, ohne dass eine Rückkopplung von der Sekundärseite notwendig ist. Durch die Gewährleistung des Konstantstroms über einem weiten Spannungsbereich kann die gleiche Schaltung unterschiedlich viele in Reihe geschaltete HB-LED-Einheiten versorgen, was die Design-Flexibilität erhöht (wenig Platz, passt in jede Lampe), die TTM verkürzt und die Lebensdauer der LEDs verlängert. Beide Controller beinhalten eine umweltfreundliche Funktion auf der Basis der proprietären Off-Time-Modulation, welche die PWM-Frequenz bei geringer Last linear absenkt. Durch die Reduzierung der sekundärseitigen Feedback-Schaltung und der Anzahl der Bauteile lässt sich der Stromverbrauch minimieren (Standby-Leistung ohne Last <0,15 W). Außerdem beinhalten diese auf der PCIM erstmals vorgestellten PSR-PWM-Controller robuste Schutzfunktionen wie UVLO, OVP und OTP.

International Rectifier

International Rectifier hat mit dem AUIRS2003 einen schnellen Leistungs-MOSFET-Treiber mit Highside- und Lowside-Ausgangskanälen für den Einsatz im Automobil auf den Markt gebracht – und zwar für Applikationen wie Pre-Charge-Switch, Schrittmotorantriebe und DC/DC-Wandler. Die Ausgangstreiber des gemäß AEC-Q100 qualifizierten ICs verfügen über eine Pufferstufe für hohe Impulsströme, die auf möglichst geringes Übersprechen des Treibers ausgelegt sind, während der „floatende“ Kanal zur Ansteuerung eines n-Kanal-Leistungs-MOSFETs in der bis 200 V ausgelegten Highside-Konfiguration Verwendung finden kann. Der Highside-Ausgang liegt in Phase mit dem Eingangssignal, und der Lowside-Ausgang weist eine Phasenverschiebung gegenüber dem Eingang auf. Die Logikpegel am Eingang sind auf 3,3 V, 5 V und 15 V ausgelegt. Das in einem SOIC8 untergebrachte Power-IC arbeitet mit einer Ausgangsspannung von 10 V/20 V und typischen Ausgangsströmen von 290 mA/600 mA sowie Ein- und Ausschaltzeiten von 680 ns beziehungsweise 150 ns. Eine Unterspannungssperre ist ebenso vorhanden wie ein Totzeitschutz und Störfestigkeit gegen negative Spannungsspitzen.

Intersil

Intersil stellte auf der PCIM mit dem ZL2008 einen hochleistungsfähigen synchronen Step-Down DC/DC-Wandler mit Pin-Strap-Kompensation und Stromteilung in der patentierten Digital-DC-Technik von Zilker vor. Der ZL2008 im 36-poligen, 6 mm x 6 mm QFN ist ein synchroner Buck-Wandler mit integrierten 3-A-MOSFET-Treibern, der mit einer einzigen Versorgung zwischen 3 und 14 V betrieben wird . Der Ausgangsspannungsbereich erstreckt sich von 0,54 bis 5,5 V mit ±1% Ausgangsspannungsgenauigkeit und einem Betrieb von 200 kHz bis 1,4 MHz. Außerdem sind die Funktionen Stromteilung mit individuellen Anschlüssen zur Phasenaktivierung/-deaktivierung, optionale I²C/SMBus-Konfiguration und externe Taktsynchronisation vorhanden. Power-Management-Merkmale wie digitale Softstart-Verzögerung und Ramp-up, Margining sowie Zufalls-/ratiometrisches Tracking, Power up/down Sequencing, Voltage Margining, Spannungs- und Stromüberwachung sowie interne Temperaturüberwachung lassen sich schnell und einfach implementieren. Die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Versorgung lässt sich durch Echtzeit-Überwachung verbessern. Dazu werden die I²C/SMBus-Schnittstelle und das PMBus-Protokoll verwendet. Der Baustein bietet zudem nicht flüchtigen Speicher und kann somit Kundenkonfigurationen sichern. Intersil offerierte auch den ISL8201M ein komplettes DC/DC Modul  mit Eingangsfilter (EMV), PWM (600 kHz), Treiber , MOSFETs und Spule im 15x15x3,5mm QFN. Der Eingangspannungsbereich ist 4,5V bis 20V, der Ausgang liefert 0,6V bis 5V und bis zu 10A bzw. 17A in der Spitze mit einem Wirkungsgrad bis 95%. Aufbau des Modules mit hoher Leistungsdichte von 200W/in3 und der großen Grundplatte. Es ist 4mal so robust wie herkömmliche Open-Frame Module und benötigt keinen Kühlkörper.

LEM

Der Stromwandler ITL 4000-S ist für die kontaktlose Messung von Strömen bis zu einem Wert von 4000 Aeff in Leitern mit einem Durchmesser von bis zu 268 mm geeignet . Der Wandler von LEM ermöglicht eine isolierte Messung von Wechsel-, Gleich- und gepulsten Strömen, Spitzenwertmessungen bis zum Dreifachen des Nennwerts, sowie eine Bandbreite bis zu 50 kHz (±1 dB; Kleinsignalverhalten). Durch Fluxgate-Technologie mit geschlossener Regelschleife sind hochgenaue Messungen von ±0,1% von IPN über den Betriebstemperaturbereich -40 bis +70 °C möglich. Der Wandler ist nach EN 50178 für eine Isolationsspannung von bis zu 1,5 kVeff ausgelegt. Er arbeitet mit einer bipolaren ±24 V Versorgungsspannung, bietet einen analogen Stromausgang und lässt sich in allen industriellen Anwendungsgebieten entsprechend der Industrienorm EN 50178 einsetzen.

Mitsubishi

Eine komplett neue Baureihe von IGBT-Modulen bietet Mitsubishi Electric jetzt mit der NX-Serie an. Während die Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung bei den 1200-V-Modulen 1,7 V beträgt, beläuft sie sich bei den 1700-V-Modulen auf 2,2 V. In dem 122 x 62 großen Gehäuse befindet sich außerdem eine schnelle Freilaufdiode. Die Kurzschlussfestigkeit ist für mehr als 10 µs gegeben.

Murata/Maccon

Beim Distributor Maccon waren PoL-DC/DC-Wandler der Okami-Familie von Murata Power Solutions zu sehen . Vier 10- und vier 16-A-Modelle mit positiver oder negativer Ein/Aus-Polarität und optionaler Sequenz/Track-Funktion für geregeltes Hochfahren der Leistung stehen zur Verfügung. Die DC/DC-Wandler werden im DOSA-SIP-Gehäuse nach Industriestandard mit den Abmessungen 50,8 mm (2,0 in) x 12,7 mm (0,5 in) x 9,4 mm (0,37 in) ausgeliefert und haben einen Eingangsspannungsbereich von 8,3 bis 14 V= (nominal 12 V=) sowie eine programmierbare Ausgangsspannung von 0,75 bis 5,5 V=. Der Wirkungsgrad erreicht bis zu 94,5%, und alle Module sind imstande, kapazitive Lasten bis zu 1000 µF anzusteuern. Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich von -40 bis +85 ºC.

Semikron

Die intelligenten IGBT-Leistungsmodule der Baureihe SKiiP4 von Semikron weisen gegenüber ungesinterten Modulen bei höheren Betriebstemperaturen eine erhöhte Lebensdauer auf . Das SKiiP-Kraftpaket ist 33% leistungsstärker als sein Vorgänger SKiiP 3. Die Chips sind im neuen SKiiP nicht gelötet, sondern über einen Sinter-Prozess mit der Keramik verbunden, um höhere Betriebstemperaturen bei gleicher bzw. höherer Zuverlässigkeit zu erreichen. Die Sinter-Verbindung ist eine dünne Silberschicht, die einen geringeren thermischen Widerstand besitzt als eine Verbindung mit Lötzinn. Dank des hohen Schmelzpunktes von Silber, wird eine vorzeitige Materialermüdung vermieden. SKiiP 4 baut weiterhin auf ein Konzept aus perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten: Kühlkörper, Leistungsmodul, Treiber und Schutzsensorik und -Funktionen. Digitale Schaltsignalübertragung ist der Schlüssel, um eine sehr hohe und störfeste Schaltsicherheit zu gewährleisten. Die Übertragung ist unabhängig von Bauteileparametern, sehr robust und unabhängig gegenüber Temperaturschwankungen oder Alterungserscheinungen. Alle Schalt- und Sensorsignale werden galvanisch isoliert übertragen.

STMicroelectronics

STMicroelectronics hat mit STx7N95K3 eine neue Familie von Leistungs-MOSFETs vorgestellt, die eine höhere Spannungsfestigkeit mit größerer Robustheit und niedrigeren Verlusten als bei früheren Bausteinen verbindet . Sie weist eine Durchbruchspannung von 950 V bei einem Avalanche-Strom von 9 A auf, während der RDS(on) weniger als 1,35 ? beträgt. Speziell für Offline-Schaltnetzteile brachte ST außerdem die VIPerPlus-Familie auf den Markt – und zwar die Typen VIPer15/16/25/27/28. Diese Bausteine sollen sowohl den Standby-Stromverbrauch als auch den Aufwand an externen Bauelementen minimieren. Sämtliche VIPerPlus-Bausteine enthalten in einem Gehäuse sowohl den eigentlichen Controller als auch die Start-up-Schaltungen und einen 800-V-Leistungs-MOSFET mit hoher Avalanche-Festigkeit. Die Standby-Leistungsaufnahme lässt sich bei 265 V auf unter 50 mW absenken und kann mit einem optimierten Transformatordesign sogar auf 30 mW reduziert werden.

Tamura/Glyn

Um die Zielmärkte, wie beispielsweise USV-Steuerungen, Schweißgeräte und alle Arten der Antriebsteuerungen sowie Applikationen aus dem Bereich der erneuerbaren Energien abdecken zu können, bietet der Hersteller Tamura, neu bei Glyn, ein breites Produktspektrum unterschiedlichster Stromsensoren an. Zu den Merkmalen zählen die hohe Genauigkeit und Linearität, die geringe Temperaturdrift und Einfügungsdämpfung sowie die hohe Bandbreite. Des weiteren die geringe Empfindlichkeit gegen Interferenzen, die Überstromfähigkeit und die optimierte Responsezeit. Es gibt offene und geschlossene Varianten, solche für die Leiterplattenmontage und mit Kunststoffgehäuse nach UL94VL. Die Serie S23P z.B. geht von ±50 bis ±100 A und kann direkt auf Leiterplatten montiert werden. Der Ausgang ist je nach Version ±25 mA bis ±50 mA oder ±50 mA bis ±100 mA.

Toshiba

Toshiba stellt eine Reihe neuer Leistungs-MOSFETs vor, die für den Einsatz in Motoren für Lüfter, Pumpen und anderen Antriebssteuerungen im industriellen oder automobilen Umfeld geeignet sind. „Die MOSFETs bieten branchenweit führende Werte bei Durchlasswiderstand und Eingangskapazität sowie ein Gehäusedesign, das eine bessere Wärmeableitung und Lastzyklus-Beständigkeit bietet als bei früheren Automotive-MOSFETs“, konstatiert Dr. Georges Tchouangue, Principal Engineer Power Semiconductors im European Marketing & Engineering Department von Toshiba Electronics Europe (TEE), im Gespräch mit elektronik industrie auf der Messe PCIM in Nürnberg.

Die Bausteine weisen eine maximale Nennspannung (UDSS) von 60 V sowie einen maximalen Nennstrom (ID) von 150 A auf und basieren auf Toshibas neuster U-MOS-Trench-Halbleitertechnologie. So ergibt sich ein On-Widerstand von 1,7 m? bei Eingangskapazitäten von minimal 4500 pF. „Die Bausteine bieten daher das branchenweit kleinste Produkt aus On-Widerstand und Gate-Ladung, was eine optimale Schaltgeschwindigkeit und Effizienz gewährleistet“, so Dr. Tchouangue. „Die neuen MOSFETs werden in Toshibas TO220SM(W)-Gehäuse ausgeliefert, das Kupferanschlüsse und einen breiten Source-Anschluss bietet, um den On-Widerstand und die Gehäuse-Induktivität gering zu halten, den Wärmewiderstand zu reduzieren und eine hohe Strombelastbarkeit zu gewährleisten.“ Das Gehäuse hat eine Bauhöhe von nur 3,7 mm und ist nach AEC-Q101 bei einer Kanaltemperatur von 175 °C qualifiziert.

Toshiba/Glyn

Mit dem TB6560AHQ zeigte Toshiba am Gemeinschaftsstand mit Glyn einen neuen Single-Chip-Mikro-Schrittmotortreiber an, der effizient, leistungsstark, leise und zugleich sehr preiswert ist. Der IC bietet für Applikationen, die hohe Ströme und flexible Konfigurations-Möglichkeiten erfordern, eine komplette 4-Bit-Mikroschrittsteuerung ohne µC. Die PWM-Chopper-Funktion stellt Ausgangsspitzenströme von bis zu 3,5 A bereit. Die Integration aller PWM- und Dekodierschaltkreise ermöglichen eine weiche, sinusförmige Mikroschritt-Wellenform zur Ansteuerung bipolarer Schrittmotoren Mithilfe eines einzigen Taktsignals am Eingang.

Er weist eine Spannungsfestigkeit von 40 V auf und bietet dabei einen Gesamtbrücken-On-Widerstand von 600 mW. Um die Verlustleistung im Stillstand zu reduzieren, lässt sich mit den Eingängen TQ1/TQ2 der Phasenstrom auf 75%, 50% und 20% reduzieren. Vier Delay-Modi ermöglichen es, die Stromregelung zur Verbesserung der Laufeigenschaften an den jeweiligen Schrittmotor anzupassen. Glyn bietet ein eigenentwickeltes Evaluationboard für den schnellen Einstieg.

VAC

VAC stellte am Stand u.a. allstromsensitive Differenzstromsensoren (DI-Sensoren) vor. Diese kommen vor allem in Solarwechselrichtern zum Einsatz. Höchster Wirkungsgrad, zuverlässige Funktion über viele Jahre und größtmögliche elektrische Sicherheit stellen die wesentlichen Forderungen an solche Geräte dar. Die neuen Sensoren besitzen eine Metallabschirmung gegen Magnetfelder. Die Spannungsversorgung erfolgt unipolar mit +5 V. Zwei Typenvarianten sind erhältlich. Erstens die integrierbaren „Plug&Play“ Typen für einen Strombereich von typ. 30 mA bis 300 mA (Messbereich ±0,85 A). Diese sind in als Ausführung für Durchsteckleiter und darüber hinaus mit zwei eingebauten Leitern für die Primärstromführung über die Platine erhältlich. Hierbei gibt es zwei Varianten, einmal mit und einmal ohne zusätzliche Prüfwindung für einen externen Prüfstrom. Zweitens die Passiven Typen für die Verwendung mit externer Elektronik. Diese wird vom Anwender aufgebaut, ist aber weitgehend im ebenfalls bei VAC erhältlichen IC DRV401 enthalten.

Vincotech

Die beiden Powermodule flowBOOST 0 Dual und flowNPC 0 von Vincotech enthalten Zweifach-Boost- und die 3-Level-Inverter-Topologien, die in 3-Level-Systemen im Solar- und UPS-Bereich Anwendung finden (Bild Vincotech). Die Vorteile der 3-Level-Toplogie ergeben sich aus der Verwendung von 600-V-Halbleitern. Durch Verwendung von SiC-Dioden und CoolMOS Transistoren erreichen diese Module einen maximalen Wirkungsgrad von 99% nach dem European Efficiency Standard (EE). Den höchsten Wirkungsgrad weisen die flowNPC 0-Produkte auf, die eine parallele Anordnung von CoolMOS- und IGBT-Bausteinen enthalten. Zudem unterstützt die flowNPC 0-Familie Systeme mit aktiver Blindleistungskompensation, die zunehmend von Solarinvertern gefordert wird. Die Module sind im flow 0-Gehäuse mit Clip-In-Mechanismus untergebracht und haben Abmessungen von 33 mm x 66 mm x 12 mm.

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