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Modulare Wandlerkonzepte

Vorteile modularer DC/DC-Wandler gegenüber diskreten Lösungen

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Wandler-Module bieten hohe Effizienz und Zuverlässigkeit

Ein weiterer Vorteil sind die hohe Effizienz und Zuverlässigkeit der 1000-fach erprobten Module. Innerhalb eines Designs kommen jede Menge Spannungswandler zum Einsatz, da ist der Entwickler gut beraten, die Effizienz der einzelnen Wandler im Auge zu behalten. Erreichen größere Wandler noch spielend einen Wirkungsgrad von über 90%, ist dies gerade bei DC/DC-Wandlern mit 1 W oder 2 W Leistung schon nicht mehr so einfach.

Jeder Wandler hat einen gewissen Eigenenergiebedarf, dieser fällt natürlich bei größeren Leistungen weniger ins Gewicht als bei den kleineren. Der Wirkungsgrad optimierter DC/DC-Wandler liegt demnach je nach Leistung und Topologie bei ungefähr 85% bis 92%. Hier sollte man sich aber nicht von absoluten Spitzenwerten unter Volllast blenden lassen, sondern auch einen Blick auf das Verhalten im niedrigen Lastbereich werfen.

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Denn grundsätzlich erreichen Wandler ihren besten Wirkungsgrad in der Nähe ihrer Nennleistung. Mit sinkender Last sinkt auch deren Wirkungsgrad. Gut konzipierte Wandler hingegen bieten einen konstant hohen Wirkungsgrad, gerade auch im wichtigen mittleren und niedrigen Lastbereich.

Referenzmessungen zwischen dem neuen, kaum fingernagelgroßen 1-W-Wandler R1SX-0505 und einem Kundendesign mit vergleichbarer Leistung haben gravierende Unterschiede ergeben. Erreichte das Kundendesign bei Volllast noch einen akzeptablen Wirkungsgrad von 70%, so lag dieser bei halber Last nur noch bei gut 55%. Hingegen liegt der des Moduls selbst bei halber Last noch bei 72% und somit um 17 Prozentpunkte höher.

Die Verlustleistung des Kundendesigns war mit 409 mW mehr als doppelt so hoch wie die des R1SX mit 195 mW. Der Umstieg auf ein fertiges Modul senkt in diesem Fall nicht nur den Energiebedarf, sondern es reduziert auch die Wärmeentwicklung auf der Platine.

Weitere Vorteile modularer Wandler

Auch bei Baugröße und Leistungsdichte haben modulare Wandler klar die Nase vorn. In Zeiten, in denen Designs immer komplexer werden, ist ein kleinerer Footprint auf der Platine bares Geld wert. Meist beanspruchen die Module weniger als die Hälfte des Platzes, den eine diskrete Lösung brauchen würde. Ein wichtiger Aspekt, wenn Platz auf der Platine nicht beliebig zur Verfügung steht.

Aber auch in der Materialwirtschaft hat die Verwendung eines Modules klare Vorteile. Die für einen diskreten Aufbau erforderlichen Bauteile wie Ringkern-Trafos, Ferritkerne, Drosseln und Schalttransistoren sind ausnahmslos Spezialbauteile, die auf der Stückliste sonst nicht zu finden wären. Durch den Zukauf eines fertigen Moduls begrenzt sich dies auf nur ein Modul.

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