Diskrete Stromversorgung Vom isolierten Wandler zum Power-Baukasten

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Recom erweitert seinen Baukasten für diskrete Stromversorgungen um neue Controller, höhere Leistungen und nicht isolierte Regler. Entscheidend ist dabei das Zusammenspiel der Bauteile – und die Unterstützung bei ihrer Integration.

Fertige DC/DC-Wandler-Module nehmen Entwicklern einen großen Teil der Schaltungsauslegung ab. Bei diskreten Stromversorgungen müssen dagegen Controller, Leistungsschalter, magnetische Komponenten und Regelung aufeinander abgestimmt werden. Dafür bieten sie größere Freiheiten bei der Dimensionierung und Kostenoptimierung. Recom will diesen Entwicklungsaufwand mit einem Baukasten aus abgestimmten Komponenten reduzieren. Nachdem das Unternehmen im Frühjahr 2026 erste diskrete Lösungen vorgestellt hatte, wächst das Portfolio nun über den ursprünglichen Schwerpunkt auf isolierten DC/DC-Wandlern hinaus.

Zur electronica 2026 stellt der Hersteller die nächste Entwicklungsstufe vor. Die Roadmap umfasst zusätzliche Controller für verschiedene Wandlertopologien, höhere Leistungen sowie Buck- und Low-Dropout-Regler (LDOs). Parallel wird das Angebot passender SMD-Transformatoren erweitert. Damit soll sich künftig ein größerer Teil der Stromversorgung eines elektronischen Systems mit Komponenten aus dem Recom-Portfolio realisieren lassen.

Allerdings erhöht sich mit der Zahl der möglichen Schaltungskonfigurationen auch der Beratungsbedarf. Das Unternehmen investiert deshalb nicht nur in neue Produkte, sondern baut seine Applikationsentwicklung und den technischen Support aus. Dahinter steht die Frage, wie sich die Flexibilität einer diskreten Architektur nutzen lässt, ohne dass jede Stromversorgung vollständig neu entwickelt werden muss.

Zusätzliche Varianten und Topologien

Der ursprüngliche Baukasten konzentrierte sich auf isolierte DC/DC-Stromversorgungen im Leistungsbereich von etwa 1 bis 30 W. Zentrale Komponenten waren Treiber-ICs, SMD-Transformatoren und sekundärseitige Gleichrichter. Damit ließen sich unter anderem kompakte Hilfsversorgungen für industrielle Elektronik und Gate-Treiber realisieren.

In der nächsten Ausbaustufe soll der standardmäßig abgedeckte Leistungsbereich isolierter DC/DC-Lösungen auf bis zu 60 W steigen. Parallel ergänzt Recom zusätzliche Controller und Treiber für Push-Pull-, Full-Bridge- und Flyback-Architekturen. Auch PWM-Controller für Flyback-, Forward-, Buck- und Boost-Topologien sind vorgesehen.

Die Erweiterung betrifft damit nicht nur die Ausgangsleistung, sondern auch die Möglichkeiten zur Anpassung der Wandlertopologie an die Anwendung. Unterschiedliche Topologien unterscheiden sich beispielsweise hinsichtlich der erforderlichen magnetischen Komponenten, der Belastung der Leistungsschalter und des Regelungsverhaltens. Während einfache Push-Pull-Treiber für vergleichsweise kompakte isolierte Versorgungen eingesetzt werden können, eröffnen geregelte Flyback- oder Full-Bridge-Architekturen weitere Möglichkeiten zur Anpassung an unterschiedliche Last- und Eingangsspannungsbedingungen. Welche Topologie geeignet ist, hängt unter anderem von der geforderten Leistung, dem Wirkungsgrad, den Kosten und den Isolationsanforderungen ab. Auch bei den verfügbaren Betriebsspannungen soll das Angebot wachsen. Die Roadmap nennt einzelne Controller für Versorgungsspannungen bis 100 V. Weitere Varianten sollen unter anderem Anwendungen mit direkter SiC-Ansteuerung adressieren. Dabei handelt es sich nicht ausschließlich um bereits lieferbare Komponenten.

Primär- oder sekundärseitige Regelung?

Mit den zusätzlichen Flyback-Controllern erweitert Recom auch die Möglichkeiten bei der Spannungsregelung. Die Roadmap umfasst sowohl Lösungen mit primärseitiger Regelung (Primary Side Regulation, PSR) als auch solche mit sekundärseitiger Regelung (Secondary Side Regulation, SSR). Bei einer primärseitigen Regelung wird die Ausgangsspannung indirekt aus Signalen auf der Primärseite bestimmt, beispielsweise über eine Hilfswicklung des Transformators. Dadurch kann auf eine direkte Übertragung der Ausgangsspannungsinformation über die Isolationsbarriere verzichtet werden.

Das reduziert den Aufwand für die Rückkopplung und kann die Zahl benötigter Komponenten verringern. Allerdings hängt die Genauigkeit der Ausgangsspannungsregelung unter anderem von den Eigenschaften des Transformators und dem verwendeten Regelverfahren ab. Bei einer sekundärseitigen Regelung wird die Ausgangsspannung dagegen direkt erfasst. Die Regelinformation muss anschließend unter Einhaltung der galvanischen Trennung auf die Primärseite übertragen werden. Dieser zusätzliche Aufwand kann sich insbesondere dann lohnen, wenn höhere Anforderungen an die Regelgenauigkeit oder das dynamische Verhalten bestehen. Welche Variante die geeignetere ist, entscheidet somit nicht allein der Controller. Auch die Anforderungen der Anwendung, die Transformatorauslegung und das Verhalten bei wechselnden Lasten müssen berücksichtigt werden.

Nicht isolierte Regler

Recom erweitert sein bislang vor allem auf galvanisch getrennte DC/DC-Wandler ausgerichtetes Portfolio um Buck-Regler und LDOs. Diese versorgen nicht isolierte Spannungsschienen vor oder nach der Trennstufe. Die Roadmap umfasst einen 20-V-LDO sowie Abwärtsregler verschiedener Spannungs- und Stromklassen mit Ausgangsströmen bis zu mehreren Ampere. Buck-Wandler ermöglichen eine effiziente Spannungsreduzierung, LDOs eine einfache oder rauscharme Nachregelung. Bei ihnen sind jedoch Spannungsabfall und Verlustleistung zu beachten.

Controller mit externen MOSFETs sollen zudem höhere Leistungen erschließen. Die Leistungsschalter lassen sich passend zur benötigten Spannungs- und Strombelastbarkeit auswählen. Der erreichbare Leistungsbereich hängt von der Topologie und der Dimensionierung der gesamten Leistungsstufe ab. Dafür müssen Gate-Ansteuerung, Schaltverluste, parasitäre Induktivitäten, Kühlung und Leiterplattenlayout aufeinander abgestimmt werden.

Parallel erweitert Recom sein Transformatorenportfolio. Geplant sind zusätzliche SMD-Transformatoren für Push-Pull-Architekturen und Varianten für Gate-Treiber-Versorgungen mit unterschiedlichen Ein- und Ausgangsspannungen. Ihre Eignung hängt wesentlich von Topologie, Schaltfrequenz, magnetischem Flusshub sowie Kupfer- und Kernverlusten ab. Höhere Leistungen erfordern deshalb auch angepasste magnetische Komponenten.

Aufeinander abgestimmte Controller und Transformatoren vereinfachen die Vorauswahl und reduzieren die Zahl der zu Beginn unabhängig festzulegenden Parameter. Damit soll der erweiterte Baukasten die Entwicklung vollständiger Stromversorgungsarchitekturen erleichtern. Die Auswahl einzelner Bausteine bleibt dabei eng mit den Anforderungen des Gesamtsystems verknüpft. Der erweiterte Baukasten schafft mehr Kombinationsmöglichkeiten, ersetzt aber nicht vollständig die Prüfung unter den konkreten Betriebsbedingungen.

Unterstützung statt Auswahl

Mit der wachsenden Zahl von Topologien wird die Auswahl der richtigen Kombination anspruchsvoller. Während bei fertigen Stromversorgungsmodulen häufig elektrische Spezifikationen, Baugröße und Zertifizierungen im Vordergrund stehen, müssen bei diskreten Lösungen wesentlich mehr Parameter berücksichtigt werden. Recom sieht deshalb die Applikationsunterstützung als zentralen Bestandteil seines Angebots. Das Unternehmen will seine Kunden nicht nur mit einzelnen Bauteilen versorgen, sondern bei der Auswahl und Abstimmung geeigneter Schaltungskonzepte unterstützen.

Dazu gehört beispielsweise die Frage, welche Topologie sich für einen vorgegebenen Eingangsspannungsbereich und eine bestimmte Ausgangsleistung eignet. Anschließend müssen Controller, Leistungsschalter und magnetische Komponenten so kombiniert werden, dass sie die elektrischen und thermischen Anforderungen erfüllen.

Gerade bei Unternehmen mit begrenzten Ressourcen für die Analogentwicklung kann eine solche Unterstützung den Aufwand reduzieren. Denn obwohl die Stromversorgung nur einen Teil des Gesamtsystems ausmacht, erfordert ihre Auslegung häufig spezielles Wissen über Schaltregler, magnetische Bauteile und EMV.

Recom bietet dafür unter anderem die Bemusterung individueller Kombinationen aus ICs und geeigneten Standardtransformatoren an. Entsprechende Evaluierungsdesigns für Projekte mit mehr als 50.000 Stück pro Jahr sollen innerhalb von 20 Tagen bereitgestellt werden können. Entwickler erhalten damit eine Grundlage, um die vorgesehene Architektur unter praxisnahen Bedingungen zu untersuchen und gegebenenfalls anzupassen.

Die zunehmende Bedeutung dieser Zusammenarbeit zeigt sich auch beim Personalaufbau. Recom hat in den vergangenen Monaten zusätzliche Applikationsingenieure und Vertriebsmitarbeiter eingestellt und sucht weitere Spezialisten in Europa, Asien und den USA.

Für die Koordination des neuen Geschäftsfelds wurde zudem die Business Unit „IC's & Solutions“ gegründet. Auch wenn Recom ergänzend mit KI-Designplattformen wie Celus und Snap Magic zusammenarbeitet, bleibt die unmittelbare technische Zusammenarbeit mit den Entwicklern nach Angaben des Unternehmens der bevorzugte Ansatz.

Fokus: Industrielle Anwendungen

Der Fokus auf technische Unterstützung hängt eng mit der Zielgruppe zusammen. Anders als bei einem ausschließlich auf hohe Stückzahlen ausgerichteten Halbleitergeschäft will Recom sein Portfolio gezielt an industriellen Stromversorgungsanwendungen orientieren.

Dabei steht nicht die Entwicklung eines speziellen ICs für einen einzelnen Großkunden im Vordergrund. Stattdessen sollen Bauteilfamilien entstehen, die unterschiedliche Anforderungen innerhalb industrieller Anwendungen abdecken.

Das ist insbesondere für Unternehmen interessant, bei denen eine vollständige Eigenentwicklung der Stromversorgung wirtschaftlich attraktiv sein könnte, das dafür benötigte Analog-Know-how jedoch nicht in ausreichendem Umfang verfügbar ist.

Recom sieht eine solche Entwicklung häufig bei Projekten ab etwa 50.000 Einheiten. Mit zunehmender Stückzahl können die geringeren Bauteilkosten einer diskreten Lösung den zusätzlichen Entwicklungs- und Qualifizierungsaufwand rechtfertigen. Ob und wann dieser Punkt erreicht wird, hängt allerdings stark von der jeweiligen Anwendung ab.

Das Konzept soll deshalb unterschiedliche Integrationsgrade abdecken. Kunden können zunächst auf ein fertiges Modul zurückgreifen und bei steigenden Stückzahlen auf eine diskrete Architektur wechseln. Ebenso können sie von Beginn an eine individuell angepasste Stromversorgung entwickeln und dabei auf die Komponenten und den technischen Support des Herstellers zurückgreifen.

Mit diesem Ansatz positioniert sich Recom zwischen klassischen Modulherstellern und Halbleiteranbietern. Zur electronica 2026 wird diese Ausrichtung erstmals auch durch zwei getrennte Messestände sichtbar: Neben dem bisherigen Modulgeschäft stellt das Unternehmen seine diskreten Lösungen in der Halbleiterhalle C4 vor.

Standardisierung

Langfristig soll sich der Baukasten nicht auf DC/DC-Architekturen beschränken. Recom untersucht bereits, wie sich das bestehende Konzept auf diskrete AC/DC-Stromversorgungen übertragen lässt. Der Hersteller verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit integrierten AC/DC-Modulen. Bei diskreten Lösungen entstehen jedoch zusätzliche Herausforderungen, insbesondere bei der Auslegung magnetischer Komponenten.

Mit der Erweiterung des Portfolios entwickelt Recom den ursprünglichen Baukasten für isolierte Hilfsversorgungen zu einem breiter angelegten Angebot für industrielle Stromversorgungen weiter. Zusätzliche Controller, neue Reglerarchitekturen und passende magnetische Komponenten sollen mehr Anwendungen abdecken und unterschiedliche Integrationsgrade ermöglichen. Die zentrale Herausforderung verschiebt sich damit allerdings. Je größer das Portfolio wird, desto wichtiger wird die Auswahl geeigneter Kombinationen. Denn die technischen Eigenschaften einer Stromversorgung ergeben sich nicht allein aus den Datenblättern ihrer einzelnen Komponenten, sondern aus deren Zusammenspiel innerhalb der Schaltung.

Abgestimmte Bausteine und Referenzdesigns können die Vorauswahl erleichtern. Für die Anpassung an spezielle Betriebsbedingungen, die thermische Dimensionierung und die EMV-Validierung bleibt jedoch weiterhin Entwicklungsarbeit erforderlich. (mr)

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