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GaN-Schaltregler-IC bis 75 W Ausgangsleistung

| Redakteur: Gerd Kucera

Leistungshungrige Fernsehgeräte, Bildschirme und Haushaltsgeräte profitieren von 91% Wirkungsgrad, kühlkörperlosen Schaltungen mit weniger Bauteilen, kleineren Maßen und reduziertem Gewicht.

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InnoSwitch3-MX: kühlkörperlose Stromversorgung für Bildschirme und Haushaltsgeräte mit einem Leistungsbedarf bis 75 W.
InnoSwitch3-MX: kühlkörperlose Stromversorgung für Bildschirme und Haushaltsgeräte mit einem Leistungsbedarf bis 75 W.
(Bild: Power Integrations)

Besserer Wirkungsgrad, höhere Leistungsdichte, geringeres Gewicht und weitere Miniaturisierung einer Baugruppe sind Entwicklerziele, die immer zwar wieder mit Siliziumtransistoren erreicht werden. Doch bei Hochleistungssystemen ist die neue Generation von Schaltern aus Widebandgap-Halbleitermaterialien wie SiC und GaN die einzige Alternative, um das gewünschte Design-Ziel zu erreichen.

Eine bekannte Größe für Leistungshalbleiter wie Netzteil-ICs oder Gate-Treiber ist Power Integrations. PowiGaN heißt die entwickelte Galliumnitrid-Technologie des kalifornischen Halbleiterherstellers. PowiGaN-Schalter ersetzen die herkömmlichen Siliziumtransistoren auf der Primärseite der Offline-Flyback- ICs, um Ladegeräte, Adapter und Open-Frame-Netzteile zu ermöglichen, die nach eigenen Angaben effizienter, kleiner und leichter als Siliziumalternativen sind.

PowiGaN-basierte ICs erreichen laut Power Integrations einen Wirkungsgrad von bis zu 95% über den gesamten Lastbereich und bis zu 100 W in geschlossenen Adapter-Implementierungen, ohne dass ein Kühlkörper für den Betrieb erforderlich ist.

Im vergangenen Sommer kündigte Power Integrations neue Mitglieder seiner InnoSwitch-3-Familien von Offline-CV/CC-Flyback-ICs an. Diese neuen ICs bieten kühlkörperlos bis 95% Wirkungsgrad über den gesamten Lastbereich und bis 100 W in geschlossenen Adaptern.

Jetzt wurde die Familie galvanisch getrennter Schaltregler-ICs (InnoSwitch3-MX) um drei neue PowiGaN-Typen erweitert. Die neuen Schaltregler-ICs, die zu dem Controller-IC-Chipsatz InnoMux gehören, ermöglichen kühlkörperlose Stromversorgungen für Bildschirme und Haushaltsgeräte mit einem Leistungsbedarf bis 75 W.

Der InnoMux-Chip-Satz hat eine einstufige Architektur, die im Vergleich zu herkömmlichen Designs die Leistungsverluste in Bildschirmanwendungen um etwa 50% reduziert und Konstantspannungs- oder Konstantstrom-Treiber für LED-Hintergrundbeleuchtung mit einem Gesamtwirkungsgrad bis 91% ermöglicht. Dieser Chip-Satz mache Nachregler (aufwärts/abwärts) überflüssig und spare dadurch in TV- und sonstigen Bildschirmanwendungen etwa die Hälfte der Bauteile ein, konstatiert Power Integrations.

Durch ihre Sperrspannung von 750 V sind die PowiGaN-InnoSwitch3-MX-ICs sehr robust und unempfindlich gegen Überspannungen und Spannungsspitzen, wie sie in Regionen mit instablien Stromnetzen häufig vorkommen.

Integriert sind im InnoSwitch3-MX der Primärschalter, der primärseitige Controller, ein sekundärseitiger Synchrongleichrichter-Controller und die Highspeed-Kommunikationsverbindung FluxLink. Der InnoSwitch3-MX-IC empfängt Steuerbefehle von seinem Chip-Satz-Partner InnoMux, der die Lastanforderungen aller Ausgänge individuell misst und den Schalter-IC anweist, an jedem Ausgang die Leistung zur Verfügung zu stellen, die für den jeweiligen Strom- oder Spannungsbedarf nötig ist.

Dieser Beitrag ist im Sonderheft Leistungselektronik & Stromversorgung II der ELEKTRONIKPRAXIS (Download PDF) erschienen.

Edward Ong, Produkt-Marketing-Manager bei Power Integrations versichert: „Mit unserer PowiGaN-Technologie werden wir den erhöhten Leistungsanforderungen von Stromversorgungen für Fernsehgeräte, Bildschirme und Haushaltsgeräten mit LED-Displays gerecht. Der Chipsatz steigert die Energieeffizienz über die Anforderungen aller einschlägigen Vorschriften hinaus und verhilft Herstellern zu einem besseren EU-Energieeffizienz-Label.“ Muster der InnoSwitch3-MX-ICs mit der Bezeichnung INN3478C, INN3479C und INN3470C sind verfügbar.

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