Wie der Wirkungsgrad von Netzteilen erhöht werden kann

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Keramikkühlkörper ersetzen Metallische

In manchen Fällen ersetzen Keramikkühlkörper die Metallische. Dabei verbessert sich das EMV-Verhalten, da der Kühlkörper keine kapazitive Kopplung zum Drain des Schalttransistors hat. Darüber hinaus wird dadurch der Einsatz von einfacheren Filtermaßnahmen möglich. Ein weiterer Vorteil von Keramikkühlkörpern ist die Tatsache, dass geringere Luft – und Kriechstrecken als bei metallischen erforderlich sind, was geringere Abmessungen ermöglicht.

Durch die Preisreduktion bei Leistungs-MOSFETs wird ihr Einsatz bei der Gleichrichtung anstelle von Dioden immer mehr verbreitet. Damit wird in diesem Teil des Netzteils die Erhöhung des Wirkungsgrads um bis zu 40% möglich. So hat eine 20-A-Diode mit einer Flußspannung von 0,5 V eine Verlustleistung von 10 W, während ein MOSFET mit einem Durchlaßwiderstand von 14 mW bei 100°C nur 5,6 W erzeugt. Auch hier kann ein Keramikkühlkörper zur weiteren Optimierung eingesetzt werden.

Nicht zuletzt wurde der Einsatz der Kontroll-ICs in den letzten Jahren durch höhere Halbleiterintegration außerordentlich vereinfacht. Inzwischen sind anwendungsspezifische ICs verfügbar, in denen die Kontrollfunktionen sowie eine Menge Schutzfunktionen integriert sind. Durch hochintegrierte Power Managementbauteile sind umfassende Steuer- und Überwachungsfunktionen einfacher zu implementieren

Netzteile mit einem Wirkungsgrad besser 90 Prozent

Das Bild 1 zeigt den ECM140 von XP Power. Es liefert 120 W bei Konvektionskühlung und 148 W bei forcierter Kühlung bei einer Grundfläche von nur 3 × 5". Die Geräte verfügen über einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 88% und über eine standardmäßige 12-V-Lüfterversorgung. Der nächste Entwicklungsschritt sind Netzteile mit Medizinzulassungen deren Wirkungsgrad deutlich über 90% liegt. Dies ermöglicht konvektionsgekühlte Geräte mit 250 W in 6 × 4".

*Peter Blyth ist Industry Director Medical bei XP Power in Sunnyvale, Karlifornien

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