Halbleiter-Relais von Silicon Labs

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Silicon Labs bietet CMOS-basierte isolierte FET-Treiber an, mit denen Entwickler kundenspezifische Serien-FETs als Ersatz für elektromechanische Relais und Optokoppler-basierte Halbleiterrelais erhalten. Die neue Si875x-Serie zählt laut Hersteller zu den ersten isolierten FET-Treibern, die Leistung über eine integrierte CMOS-Isolationsbarriere übertragen. Damit erübrigen sich isolierte sekundärseitige Stromversorgungen.



Zusammen mit einem diskreten FET sind die Si875x-Treiber ein Ersatz für EMRs/SSRs in Motor- und Ventilsteuerungen, HVAC-Anlagen, für die Batterieüberwachung, AC-Netz- und Kommunikations-Switches, HEV/EV Automotive-Ladesysteme und andere Anwendungen in den Bereichen Automotive und Industrie.

 

Traditionell finden sich in Schaltanwendungen elektromechanische Relais (EMR) und Optokoppler-basierte Halbleiterrelais (SSR; Solid State Relais) – beide Technologien weisen allerdings Einschränkungen auf. EMRs sind teuer, langsam, sperrig und laut. Diese Nachteile haben den Einsatz von SSRs beflügelt, die aber auch eine Herausforderung darstellen. Aufgrund der LED-Alterung sowie einer geringeren Leistungsfähigkeit und Stabilität bei höheren Temperaturen weisen sie eine kürzere Lebensdauer auf – und sie bieten eine geringere Störfestigkeit. Für SSRs kommt zudem nur eine begrenzte Zahl integrierter FETs in Frage.

 

Die Si875x-Serie steuert FET-Gates mit einer Nennspannung von 10,3 V und benötigt dafür 1 mA Eingangsstrom und 1,1 ms Einschaltzeit. Wird der Eingangsstrom auf 10 mA erhöht, ergibt sich eine besonders schnelle Einschaltzeit von 94 µs. Eine Option zur Leistungsoptimierung sorgt dafür, dass maximaler Einschaltstrom für schnelles Schalten bereitsteht, der dann um bis zu 90% auf einen statische Haltestrom verringert wird – sobald der optionale externe Kondensator entladen ist. Eingangsspannungen von 2,25 bis 5,5 V unterstützen eine nahtlose Anbindung an stromsparende Controller. Die Si875x-Treiber bieten auch eine optionale Miller-Clamp, um ein unbeabsichtigtes Einschalten des externen FETs zu verhindern.

 

Die Treiber bieten 2,5 kVeff Isolation und arbeiten über den gesamten industriellen und Automotive-Temperaturbereich (bis 125 °C). Sie erfüllen sämtliche Standards nach UL, CSA, VDE und CQC. Vielseitige Eingänge bieten eine digitale CMOS-Steuerung (Si8751) oder eine Diodenemulation (Si8752) – je nach Anwendung. Hinzu kommen Ausgänge, die AC- und DC-Lastkonfigurationen unterstützen.

 

Muster der isolierten FET-Treiber Si875x stehen ab sofort zur Verfügung. Die Serienfertigung soll im November 2016 beginnen. Die Bausteine werden im SOIC-8-Gehäuse mit den Betriebstemperaturbereich-Optionen Industrie (-40 bis 105 °C) oder Automotive (-40 bis 125 °C) ausgeliefert. Die Industrie-Version kostet 0,96 US$; die Automotive-Version kostet 1,20 US$ (jeweils ab 10.000 Stück). Die Evaluierungskits Si8751-KIT (Digitaleingang) und Si8752-KIT (LED-Emulator-Eingang) stehen ab sofort zum Preis von je 39,99 US$ (UVP) zur Verfügung. 

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