Preiswerte und kompaktere Schaltnetzteile durch hochintegrierten Leistungsschalter von Infineon Technologies

28.10.2002 | Fachpresse

München, Chicago, USA. – 28. Oktober 2002 – Infineon Technologies hat anlässlich der Messe „PowerSystems World Power Electronics Technology“ in Chicago einen hochintegrierten Leistungsschalter vorgestellt. Der TDA21201 kann die Systemkosten für Schaltnetzteile um bis zu 50 Prozent senken, da er den Platzbedarf für die Stromversorgung in PCs, Notebooks und anderen tragbaren und kompakten elektronischen Geräten deutlich verringert.

Entwickler von DC/DC-Stromversorgungen, die in den meisten elektronischen Geräten eingesetzt werden, sind mit vielfältigen technischen Anforderungen konfrontiert: Die Stromversorgungen müssen steigende Leistung bei niedriger Versorgungsspannung bieten und in immer kürzeren Abständen entwickelt werden. Um die Design-Komplexität zu verringern, setzen Entwickler von Stromversorgungen zunehmend auf Chiplösungen, die Treiber und Leistungsstufe integrieren. Um die geforderte elektrische Leistung bieten zu können, benötigten solche integrierten Leistungsschalter bisher allerdings spezielle und teure Gehäusetechniken.

Infineons integrierter Leistungsschalter TDA21201 ist in preiswerten, volumenfähigen Standard-Gehäusen verfügbar und erfüllt die hohen Leistungsanforderungen der Stromversorgungen. Er ist um etwa 50 Prozent preiswerter als Wettbewerbsprodukte der gleichen Leistungsklasse. Der Schalter setzt eine 12-Volt-Eingangsspannung in unterschiedliche Spannungen von 3,5 V oder geringer um, die die verschiedenen Subsysteme im und um den PC für ihren Betrieb benötigen. Dabei braucht der TDA21201 deutlich weniger Platz als die Lösungen mit separatem Treiber und Transistor. Seine Leistungsdichte (verfügbare Leistung je Flächeneinheit) ist sehr hoch.

Eine Bootstrap-Schaltung wie bei anderen Lösungen ist nicht erforderlich. Dadurch hat der Entwickler von Stromversorgungen einerseits weniger Design-Aufwand, andererseits größere Design-Flexibilität.

Vorteile des TDA21201


Der integrierte Leistungsschalter TDA21201 von Infineon kombiniert einen Gate-Treiber und zwei OptiMOS-MOSFETs in einem TO220-Gehäuse. Es sind nur noch Eingangs- und Ausgangs-Filter sowie ein PWM (Pulse Width Modulation)-Controller erforderlich, um einen kompletten DC/DC-Wandler zu realisieren.

Der TDA21201 ist in folgenden Gehäuseversionen verfügbar: TO220-7-128 (D2-Pack) für SMT, TO220-7-3 (mit geraden Anschlüssen) sowie TO220-7-230 (versetzte Anschlüsse) in Durchstecktechnik. Die Wärmeabfuhr erfolgt beim D2-Pack-Gehäuse über das Board, bei den beiden anderen Gehäusen über die Luft (Luft-Konvektion) - was bisher nicht möglich war. Diese leistungsfähige Wärmeabfuhr erlaubt eine bessere thermische Kopplung und höhere Sperrschicht-Temperaturen als dies bei anderen Gehäusen am Markt möglich ist.

Die Kombination von Leistungs-MOSFETs und Treiber in einem Gehäuse beseitigt auch die Streu-Induktivitäten zwischen den Halbleiter-Komponenten, was zu geringeren Schaltverlusten und einem kompakteren Design führt. Die hohe Packungsdichte der TDA21201-Treiber/MOSFET-Kombination ermöglicht auch kompaktere Designs für Mehrphasen-Wandler – so können Dreiphasen- oder Vierphasen-Wandler auf der Boardfläche von bisherigen Zweiphasen-Designs untergebracht werden.

Technische Merkmale des TDA21201


Der TDA21201 bietet einen sehr hohen Wirkungsgrad von mehr als 80 Prozent bei 200 kHz Schaltfrequenz für Ströme von 20 A. Die MOSFETs können bis zu 30 A schalten und haben Durchbruchsspannungen von 30 V. Der Gate-Treiber des TDA21201 kann in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 500 kHz arbeiten.

Ein Temperatur-Schutz sorgt für die Abschaltung der beiden MOSFETs, wenn die Temperatur den 150°C-Wert überschreitet. Da der Gate-Treiber thermisch mit den MOSFETs gekoppelt ist, werden sie durch diese Funktion ebenfalls geschützt.

Preise und Verfügbarkeit


Der integrierte Leistungsschalter TDA21201 ist in den Standard-Gehäusen TO220-7-128 (D2-Pack), TO220-7-3 und TO220-7-230 verfügbar. Bei Stückzahlen von zehn Tausend liegt der Einzelpreis bei 1,50 US-Dollar.

Weitere Informationen zum TDA21201 unter www.infineon.com/dc2dc.

Über Infineon


Infineon Technologies AG, München, bietet Halbleiter- und Systemlösungen für Anwendungen in der drahtgebundenen und mobilen Kommunikation, für Sicherheitssysteme und Chipkarten, für die Automobil- und Industrieelektronik, sowie Speicherbauelemente. Infineon ist weltweit tätig und steuert seine Aktivitäten in den USA aus San Jose, Kalifornien, im asiatisch-pazifischen Raum aus Singapur und in Japan aus Tokio. Mit weltweit rund 33.800 Mitarbeitern erzielte Infineon im Geschäftsjahr 2001 (Ende September) einen Umsatz von 5,67 Milliarden Euro. Das DAX-Unternehmen ist in Frankfurt und New York (NYSE) unter dem Symbol „IFX“ notiert. Weitere Informationen unter www.infineon.com.

Informationsnummer

INFAI200210.006e

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  • The single-package integrated switch TDA21201 allows designers of switching power supplies (PCs, notebooks) to reduce system costs by as much as 50 percent and dramatically reduce the space required.
    The single-package integrated switch TDA21201 allows designers of switching power supplies (PCs, notebooks) to reduce system costs by as much as 50 percent and dramatically reduce the space required.
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