12V - INTERMEDIATE-BUS-ARCHITEKTUR.
12V - INTERMEDIATE-BUS-ACHITEKTUR ALS NEUER STANDARD FÜR ON-BOARD STROMVERSORGUNGSLÖSUNGEN. BRINGT DIESES SYSTEM EINE NEUE REALITÄT DURCH „HIGH END PERFORMANCE - BEI LOW COST PREISNIVEAU"?
Aktuelle Chips benötigen immer höhere Ströme - bei gegen 1V sinkenden Spannungen. Die richtige Spannung auf den Punkt zu bringen, wird mittels herkömmlicher Technik und bei normalen Leiterquerschnitten nahezu unmöglich. Durch neue Versorgungs-Architekturen wird die Stromversorgung einerseits stark vereinfacht und andererseits können hochpreisige DC/DC-Module erspart werden. Mit dem Zauberwort „12Volt Intermediate-bus" können folgende Probleme mit einem Schlag gelöst werden: Die im DC-Wandler entstehende Verlustleistung und deren Abwärme bleiben einfach zu handhaben - selbst unter beschränkter Kühlmöglichkeit am Board (natürliche Konvektion).
Die Baugröße der Spannungsregler schrumpft auf bis dato unerreichbare Leistungsdichte. Die hohe Anzahl an Spannungslevels on Board erfordert stark sinkende Preise für eine wachsende Anzahl an Regelstufen.
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Die Wandler werden separat "burn in" getestet - das ist auf einem voll bestückten Board kaum möglich. Die Verlötung der Module muss mit den bereits vorgesehen Arbeitsschritten mitlaufen - extra Handbestückung ist meist nicht drinnen.
Die Lösung, die sich nun als Standard durchzusetzen scheint, sieht folgendermaßen aus:
SCHRITT I: DC/DC-TRANSFORMER
Die 48V - Batteriespannung wird über einen abgespeckten DC/DC-Converter (Quasitransformer) auf eine 12V-Zwischenkreisspannung bei geringen Kosten umgesetzt. Der Wandler verfügt über Isolation von 2kV, um die Trennung vom Netz zu gewährleisten, und über notwendige Selbstschutzfunktionen, die einen störungsfreien Betrieb sichern.
Durch Wegfall von aufwendigen Regelmechanismen, wird ein Wirkungsgrad von bis zu 95% erreicht - und das Preisniveau sinkt auf jenes von einfachen Transformatoren.
SCHRITT II: WEITBEREICHS - POINT OF LOAD CONVERTER
Die 12V-Zwischenkreisspannung wird am Board über winzige Schaltregler auf die nötigen Chip-Spannungsniveaus umgesetzt. Diese Regler-Module werden nun ohne galvanische Trennung sehr klein und mit einem hohen Wirkungsgrad bis 95% bei geringem Kostenfaktor realisiert. Die Standardisierung betrifft dabei Baugröße, Pin-Konfiguration und Grundfunktionalität der Wandlermodule, womit Second Sourcing sichergestellt wird.
Sie fahnden bereits nach derartigen Lösungen? Zweckdienliche Hinweise gibt Ihnen gerne:
Michael Schrutka DW 31
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