TI steigt in Halbleiterrelais ein ...

Texas Instruments hat seine ersten Halbleiterrelais auf den Markt gebracht, die auf Automobil- und Industrieanwendungen ausgerichtet sind.

„Dies ist eine neue Kategorie für TI, um Strom und Signale in einem einzigen Chip über die Isolationsbarriere zu übertragen“, sagte Jeff Morroni von Kilby Labs bei TI in Dallas gegenüber eeNews. „Im Vergleich zu mechanischen oder optoelektronischen Relais eignen sich die Technologien gut für Elektrofahrzeuge, da sie praktisch keinen Verschleiß aufweisen, im Gegensatz zu mechanischen oder diskreten Transformatoren.“

Die Halbleiterrelais können Lasten über eine einzelne Isolationsbarriere in Mikrosekunden trennen und verbinden, im Vergleich zu Millisekunden bei elektromechanischen Relais, um einen sichereren Betrieb von Hochspannungssystemen für Kraftfahrzeuge und Industrie zu gewährleisten. Die Geräte integrieren Strom- und Signalübertragung in einem einzigen Chip und eliminieren gleichzeitig mindestens drei Komponenten im Design, wodurch die Größe reduziert und die Stücklistenkosten (BOM) um bis zu 50 % gesenkt werden.

Der isolierte Schaltertreiber TPSI3050-Q1 verfügt über eine integrierte 10-V-Gate-Versorgung mit 1,5/3 A Spitzen-Quellen- und Senkenstrom und bis zu 50 mW Versorgung für externe Hilfsschaltkreise mit 5-kV-Isolierung. Dies unterstützt Wechselstrom- oder Gleichstromschaltung mit sieben Leistungsübertragungsstufen über eine Widerstandsauswahl.

Es ist für die Zusammenarbeit mit einem Überwachungschip wie dem BQ79631-Q1 konzipiert, um Isolationsfehler in 800-V-Batteriesätzen zu erkennen. Es ermöglicht die Verwendung von 1-MΩ-Widerständen und hält über 300 % mehr Lawinenstrom stand als herkömmliche Fotorelais, um eine sicherere Mensch-System-Interaktion zu ermöglichen.

„Für den 3050 verwenden wir eine Polymerschicht als Separator, die je nach Temperaturbereich und Schaltzyklen 5 kVrms liefert“, sagte Morroni. Diese Isolierung ermöglicht Entwicklern von EV-Traktionswechselrichtern die Verwendung mehrerer Vorspannungsversorgungen an jedem Zweig des Wechselrichters anstelle einer zentralen Vorspannungsisolierung.

Als Ersatz ist der TSPSI3052-Q2 erhältlich, der 15-V-Gate-Antriebe unterstützt.

Das andere Gerät, der TPSI2140-Q1, ist ein 1400-V-50-mA-Schalter mit einer Isolation von bis zu 3,75 kVRMS, was der vierfachen zeitabhängigen dielektrischen Durchschlagszuverlässigkeit von Festkörper-Fotorelais entspricht.

„Der 2140 dient eher der Isolationsprüfungsfunktion mit den HV-Schaltern im Gehäuse und kann erkennen, ob die Barriere noch in Ordnung ist, und wir verwenden SiO2 für die Isolation“, sagte er. „Dieser kann auch als isolierter Komparator zur Fehlererkennung in industriellen Anlagen eingesetzt werden.“

„Hochspannungssysteme werden immer häufiger eingesetzt, insbesondere mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Bei TI konzentrieren wir uns stark darauf, neue Wege für Systementwickler zu finden, um komplexe Isolationsherausforderungen zu lösen, wie etwa die Gewährleistung eines zuverlässigen und sicheren Fahrzeugbetriebs im Wandel der Branche.“ zu 800-V-Batterien und reduziert gleichzeitig Größe und Kosten der Lösung“, sagte Troy Coleman, Vizepräsident und General Manager für Leistungsschalter, Schnittstellen und Beleuchtung bei Texas Instruments. „Durch die Integration weiterer Funktionen in unsere Isolationstechnologie ermöglichen unsere neuen Halbleiterrelais Ingenieuren, die Größe, Kosten und Komplexität von Hochspannungsstromversorgungen zu reduzieren und gleichzeitig die Sicherheit von Automobil- und Industriesystemen der nächsten Generation zu gewährleisten.“

Der TPSI3050-Q1 und der TPSI2140-Q1 sind in Vorproduktionsmengen von 1.000 Einheiten nur auf TI.com für 1,99 US-Dollar bzw. 2,75 US-Dollar erhältlich. Designer können diese Produkte mit den Evaluierungsmodulen TPSI3050Q1EVM und TPSI2140Q1EVM evaluieren, die auf TI.com für jeweils 49 US-Dollar erhältlich sind.