Elektromobilität Isolierte Schaltregler für den Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

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Die isolierten DC/DC-Wandler der BD7Fx05EFJ-C-Serie von Rohm sind für den Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen konzipiert. Sie reduzieren den Entwicklungsaufwand für Rauschunterdrückungsmaßnahmen und verkleinern die Montagefläche in der Isolierschaltung im Vergleich zu Standardprodukten um 30 Prozent.

Rohms isolierte DC/DC-Wandler für xEV: reduzieren Anwendungsgröße und Entwicklungsaufwand für Rauschunterdrückungsmaßnahmen.
Rohms isolierte DC/DC-Wandler für xEV: reduzieren Anwendungsgröße und Entwicklungsaufwand für Rauschunterdrückungsmaßnahmen.
(Bild: Rohm)

Im Einklang mit einer immer nachhaltiger werdenden Industrie und Gesellschaft, wurden Hybrid- und Elektrofahrzeuge in den letzten Jahren zunehmend beliebter. Solche xEVs nutzen in erster Linie Strom als Energiequelle. Sie sind deshalb mit speziellen Anwendungen wie elektrischen Kompressoren für die Klimaanlage und PTC-Heizungen zur Temperaturerhöhung in den Fahrzeuginnenräumen ausgestattet.

Diese Anwendungen werden mit hohen Spannungen betrieben. Um die Sicherheit zu gewährleisten, muss der Primärkreislauf (enthält die Batterie) vom Sekundärkreislauf (umfasst den Motor und andere Systeme) getrennt werden. Neben Herausforderungen wie der größeren Montagefläche und dem höheren Stromverbrauch erfordern herkömmlich isolierte Schaltungskonfigurationen jedoch auch umfangreiche Maßnahmen zur Rauschunterdrückung bei Schaltfrequenzen, die mit dem Ausgangsstrom variieren.

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Die isolierten DC/DC-Sperrwandler der BD7Fx05EFJ-C-Serie sind für Gate-Treiber-Stromversorgungen in xEV-Anwendungen wie elektrischen Kompressoren und PTC-Heizungen optimiert. Sie kommen ohne Optokoppler, Transformator-Hilfswicklungen und periphere Komponenten aus, die üblicherweise zur Erkennung von sekundärseitiger Spannung und Stromstärke erforderlich sind.

Es ist kein Optokoppler erforderlich

Darüber hinaus hat der Hersteller nicht nur die verschiedenen Herausforderungen von Optokopplern gelöst. Durch Reduzierung der Anzahl der Komponenten wurde auch eine größere Miniaturisierung erreicht. Deshalb ist es möglich, die Anzahl der für die Stromerkennung verwendeten Bauteile – einschließlich des Optokopplers – im Vergleich zu allgemeinen isolierten Sperrwandler-Stromversorgungsschaltungen, um den Faktor zehn zu reduzieren.

Die Wandler der BD7Fx05EFJ-C-Serie sind zudem mit einer adaptiven Einschaltzeitsteuerung ausgestattet, welche die Einschaltzeit festlegt und unabhängig von der Ausgangsleistung eine stabile Frequenz von etwa 350 kHz gewährleistet. Die Einhaltung der EMV-Norm CISPR25 für Kraftfahrzeuge erfordert im Frequenzbereich von 150 bis 300 kHz umfangreiche Maßnahmen zur Rauschunterdrückung. Da die neuen Wandler jedoch nicht in dieses Band fallen, können die Rauschunterdrückungsmaßnahmen stark vereinfacht werden. Zusammen mit einer Spread-Spectrum-Funktion, die das abgestrahlte Rauschen minimiert, verringert dies den Entwicklungsaufwand.

Gut geschützt

Die BD7Fx05EFJ-C-Serie enthält mehrere Schutzschaltungen sowie eine Funktion zur Stabilisierung der Ausgangsspannung. Damit reduziert sie nicht nur die Anzahl der Komponenten und den Arbeitsaufwand für Rauschunterdrückungsmaßnahmen, sondern verbessert auch die Zuverlässigkeit der Anwendung.

Die DC/DC-Wandler-ICs von Rohm eignen sich bestens für Gate-Treiber-Stromversorgungen, die aus Sicherheitsgründen von der Batterie isoliert sein müssen. Beispiele in Automobilanwendungen sind elektrische Kompressoren, PTC-Heizungen und Wechselrichter, in der Industrieanwendungen sind es Stromversorgungen, Speicherprogrammierbare Steuerungen und Wechselrichter.

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