Infineon: Leistungsschalter für die Automobilelektronik

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Die Fertigungstechnologie SMART7 wurde von Infineon für Leistungsschalter entwickelt, die in zentralen Steuergeräten für die Komfortelektronik (Body Control Module, BCM) oder in der Stromverteilerbox zum Einsatz kommen.



SMART7-basierte Leistungsschalter können verschiedene Lasten treiben und bieten erweiterte Schutz- und Diagnosefunktionen. Zu ihren Anwendungen gehören neben der Innen- und Außenbeleuchtung beispielsweise die Klimaanlage sowie die Sitz- und Spiegeleinstellung. Zudem ersetzen die Leistungsschalter elektromechanische Relais und Sicherungen in Stromverteilersystemen.


SMART7 nutzt Dünnwafertechnologie, durch die sich Leistungsverluste und die Fläche der Chips verringern. Infineon hat mit der Markteinführung von zwei High-Side-Schalter-Familien begonnen, die auf SMART7-Technologie basieren: PROFET+2 und High Current PROFET. Die ebenfalls darauf basierende Familie von Multichannel-SPI-High-Side-Leistungsschaltern SPOC+2 wird bis Mitte des nächsten Jahres folgen.



Leistungsverluste und PCB-Fläche reduzieren

Die PROFET+2-Familie wurde für 12-V-Beleuchtungsanwendungen und kapazitative Lasten in Fahrzeugen entwickelt. Dazu gehören neben den klassischen Halogenlampen für die Außenbeleuchtung, die Innenbeleuchtung und das Abblendlicht auch moderne LED-Dioden. PROFET+2-Produkte bieten erweiterte Diagnose- und Schutzfunktionen. Sie sind mit ihrer Vorgängerfamilie PROFET+ pinkompatibel, so dass bei der Migration keine Kosten entstehen.


Auch beim Austausch von Einkanalschaltern durch Zweikanalvarianten und umgekehrt lässt sich das vorhandene Leiterplatten-Design des Steuergeräts weiterverwenden. Die PROFET+2-Leistungsschalter sind bis zu 40 Prozent kleiner als ihre Vorgängergeneration und ihr Stromverbrauch ist 50 Prozent niedriger. Der PROFET+2-Baustein mit dem niedrigsten Durchlasswiderstand (R DS(ON)) von 8 mΩ ist der Zweikanalschalter BTS7008-2EPA.



Für Lasten bis zu 20 A Gleichstrom

Die SMART7-basierten High Current PROFETs erweitern die R DS(ON)-Bandbreite der PROFET+2-Familie von 8 mΩ bis hinunter auf 2 mΩ. Verfügbar sind sie im TSDSO-14-Gehäuse, das einen Pinabstand von 0,65 mm hat. Im Vergleich zu gängigen High-Side-Schaltern im DPAK-Gehäuse sind sie nur halb so groß, gegenüber D²PAK sogar um 80 Prozent kleiner.


Die High Current PROFETs können hohe Stromlasten effizient ansteuern. Dadurch senken sie Leistungsverluste von Steuergeräten. Der Funktionsumfang der Familie – inklusive ihrer Diagnose- und Schutzfunktionen – ist auf 12-V-Anwendungen optimiert. Hierzu gehören unterschiedliche Heiz- und Leistungsverteilungsanwendungen, wie zum Beispiel die Glühkerzenansteuerung, PTC- (Positive Temperature Coefficient) Heizgeräte, Starterrelais, die Hupe, Anhängerkupplungen und 12-V-Netzbuchsen.


Beide Familien, PROFET+2 und High Current PROFET, sind pinkompatibel und haben denselben Funktionsumfang. Ihr Durchlasswiderstand R DS(ON) reicht von 2 mΩ bis 200 mΩ. Der Laststrom lässt sich mit einer Genauigkeit von +/- 5 Prozent am Strom-Sense-Ausgang der Bausteine überwachen. Zu den Schutzfunktionen gehören Überstromschutz, Temperaturabschaltung Überspannungsschutz sowie der Verpolungsschutz ReverSave. Die Batteriespannung kann bis auf 3,1V abfallen und dennoch bleibt volle Baustein-Funktionalität gegeben.



Verfügbarkeit

Der BTS7008-2EPA mit 2 x 8 mΩ aus der Familie PROFET+2 ist für die Volumenproduktion freigegeben. Aus beiden Produktfamilien sind weitere Leistungsschalter als Entwicklungsmuster erhältlich. Ihre Volumenproduktion wird voraussichtlich ab dem 4. Quartal 2017 beginnen. Alle High-Side-Schalter sind gemäß AEC Q100 qualifiziert.

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