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Application Notes & Fachberichte

Application Notes & Fachberichte

Unsere Application Notes geben Ihnen Empfehlungen zum Einsatz unterschiedlicher Würth Elektronik Produkte.

Schaltregler
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Einfluss des Ausgangsfilters auf die Regelschleife

Ausgangsspannung ohne Verluste gefiltert

ANP006
Schaltregler weisen ausgangsseitig eine Restwelligkeit in ihrer Ausgangsspannung auf, welche nachfolgende Baugruppen stören und zu elektromagnetischen Beeinflussungen führen können. Zur Störunterdrückung werden daher häufig Ausgangsfilter verwendet, welche unter Umständen Einfluss auf die Regelschleife ausüben können. Um Verluste in der Ausgangsleistung zu verhindern, kann dabei eine Kompensation der Regelschleife erforderlich werden.

Gleichgültig welche Schaltreglertopologie im Einsatz ist, der Ausgangsstrom verursacht durch den parasitären Serienwiderstand ESR und der parasitären Induktivität ESL des Ausgangskondensators eine unerwünschte Restwelligkeit. In Abhängigkeit des gewählten Kondensatortypen entsteht so eine relativ große Restwelligkeit und weist unterschiedliche Kurvenformen auf. So zeigt beispielsweise ein gängiger Elektrolytkondensator, je nach Ausgangsleistung des Schaltreglers, eine Rippel-Spannung bis zu einigen hundert Millivolt. Bei der Wahl eines Keramikkondensators kann die Rippel-Spannung nur noch einige zehntel Millivolt betragen.

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Negativer Eingangswiderstand von Schaltreglern

ANP008
Entwickler von Schaltreglern und Schaltnetzteilen legen hohen Wert auf die Effizienz ihrer Schaltungen, sie stoßen jedoch am Ende Ihrer Entwicklungsphase auf unangenehme Effekte – wie unerwünschte Schwingungen am Eingang des Schaltreglers - und das obwohl der Schaltregler unter allen Bedingungen eine konstante Ausgangsspannung erzeugt. Aber wieso neigt unter Umständen der Eingang des Schaltreglers zum Schwingen?

Zusammenfassung
Nach ausgiebiger Untersuchung des „negativen“ Widerstandes kommen wir zur Erkenntnis, dass das Vorzeichen auf ein Verhalten beruht, welches auf den Rückgang des Eingangsstromes bei Erhöhung der Eingangsspannung eines Schaltreglers – Transienten - zurück zu führen ist. Aufgrund der Leitungsgebundenen Störungen ist ein Eingangsfilter dringend erforderlich, sollte jedoch soweit gedämpft werden, dass der der negative Widerstand überkompensiert und im weiterem eine Oszillation vermieden wird. Letztendlich wird empfohlen auf eine Verwendung von Keramikkondensatoren für Eingangsfilter und Kondensator zu verzichten und Gebrauch von Elektrolytkondensator zu machen um unerwünschte Oszillationen am Schaltreglereingang zu verhindern.

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Verlustfrei gefilter

Bedarf eines Ausgangsfilters

ANP009
Schaltregler weisen ausgangsseitig eine Restwelligkeit in ihrer Ausgangsspannung auf, welche nachfolgende Baugruppen stören und zu elektromagnetischen Beeinflussungen führen können. Zur Störunterdrückung werden daher häufig Ausgangsfilter verwendet, welche unter Umständen Einfluss auf die Regelschleife ausüben können. Um Verluste in der Ausgangsleistung zu verhindern, kann dabei eine Kompensation der Regelschleife erforderlich werden.

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Messung der Störspannung an DC/DC-Schaltreglern

ANP010
Entwickler von getakteten Stromversorgungen stehen der Herausforderung gegenüber, ihre Schaltung EMV-gerecht zu entwickeln. Speziell im Eingangskreis treten leitungsgebundene Störungen auf, wodurch andere elektrische Geräte gestört werden können. Zu Beginn einer EMV-Prüfung von Stromversorgungen werden daher zunächst die leitungsgebundenen Störungen geprüft. Um bereits während der Entwicklungsphase einen Eindruck über mögliche Störungen zu erhalten kann der Entwickler entwicklungsbegleitende Messungen durchführen. Diese Application Note beschreibt das Verfahren zur Untersuchung von Gegentaktstörungen im Eingangskreis von DC/DC-Schaltreglern.

Zusammenfassung
Diese Application Note verdeutlicht die Notwendigkeit von entwicklungsbegleitenden EMV-Messungen an getakteten Stromversorgungen. Bereits ein Oszilloskop kann im Vorfeld eine wichtige Aussage über EMV-Störungen am Eingang des Schaltreglers treffen. Ausschlaggebend bleibt aber nach wie vor die Messung der Störspannung mit einem Spectrumanalyzer und einer LISN. Wird bereits während der Entwicklungsphase von Schaltreglern ein Eingangsfilter berücksichtigt, so kann die Filterwirkung mit einem einfachen Spectrumanalyzer im Entwicklungslabor überprüft werden. Der Entwickler kann mit Hilfe dieses Verfahrens unerwünschte Störpegel am Schaltregler ermitteln. Durch den gezielten Einsatz von Filterelementen kann er erreichen, dass seine Applikation die abschließende EMV-Prüfung besteht.

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Ruhiger Schaltregler für Audioverstärker

ANP013
Geräte der Unterhaltungselektronik, gerade im Audiobereich, werden noch mit analogen Verstärkern aufgebaut. Zu ihrer Spannungsversorgung werden mittlerweile vermehrt Schaltregler eingesetzt, weil sie einen hohen Wirkungsgrad erzielen. Schaltregler sind getaktete Schaltungen, die unterschiedliche Störquellen aufweisen und zu diversen EMV-Störungen führen können. Klassische Störungen wie die leitungsgebundenen Störungen stehen jedoch nicht in jeder Schaltung im Vordergrund. In analogen Verstärkerschaltungen können Schaltregler zu nichtlinearen Verzerrungen führen. Jedoch können selbst analoge Schaltungen mit Schaltreglern versorgt werden, sofern ein besonderes Augenmerk auf eine Filterung der Störungen und sein Leiterplatten Layout gelegt wird. Filter ist allerdings nicht gleich Filter. In Abhängigkeit der Frequenz mit der die Störung behaftet ist, werden unterschiedliche Filterspulen betrachtet. Bei hochfrequenten Störungen kommen Drahtspulen mit relativ niedriger Eigenresonanzfrequenz nicht mehr in Frage. Ausgewählt werden hierfür SMD-Ferrite, die in großer Vielfalt von Würth Elektronik angeboten werden. Dieses Application Note befasst sich mit dem EMV-gerechten Design von DC/DC-Schaltreglern für Analoge Audioverstärker, unter Verwendung von Würth Elektronik SMD-Ferriten.

Zusammenfassung
Dieses Application Note macht deutlich, wie wichtig eine richtige Auswahl von Filterkomponenten und das Leiterplatten-Layout eines Schaltreglers ist. Leiterschleifen können in benachbarten Schaltkreisen oder Leitungen Störspannungen koppeln, was zur erhöhten Abstrahlung der Funkstörfeldstärke führt. Unter Beachtung von einfachen Layout-Tipps können solche Leiterschleifen reduziert werden. Auch eine Filterung der Eingänge reduziert die unerwünschte Störspannung und damit leitungsgebundene Störungen. Die Reduzierung der Restwelligkeit am Schaltreglerausgang wird mittels eines Ausgangsfilters erzielt und kann so nichtlineare Verzerrungen eines Analogverstärkers verhindern. Es hat sich erwiesen, dass sich zur HF-Unterdrücken am besten SMD-Ferrite eignen. Bei der Auswahl der SMD-Ferrite hilft der Würth Elektronik Component Selector und das Ergebnis des Filters kann einfach in LTSpice simuliert werden. Das in diesem Application Note untersuchte Beispiel zeigt, dass Schaltregler sogar in Analogverstärkern eingesetzt werden können, sofern die beschriebenen Punkte beachtet werden.

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Entwurf günstiger Multikanal DC/DC-Wandler

Mit 1:1 gekoppelten Induktivitäten bei Abwärtswandlern

ANP017
Stromversorgungsschaltungen unterliegen immer einschränkenden Faktoren wie Kosten, verfügbare Leiterplattenfläche, Bauhöhe und dem Wunsch ihre Komplexität zu reduzieren. Die Mehrzahl der heutigen Systeme ist vom Mixed-Signal-Typ. Abgesehen von den einfachsten Fällen benötigen ihre verschiedenen analogen und digitalen Stromkreise für den Betrieb mehrere unterschiedliche Versorgungsspannungen. Eine Möglichkeit, bei einer Stromversorgung weitere Ausgänge ohne zusätzliche Steuer-ICs hinzuzufügen, besteht darin, die Standardspule eines Abwärtswandlers durch eine Induktivität mit mehreren Wicklungen zu ersetzen.

Eine Wicklung erhält ihre Energie vom Abwärtswandler, indem man die in der zweiten Wicklung induzierte Spannung gleichrichtet und filtert kann man auf verschiedene Art und Weisen einen zweiten Ausgang bereitstellen. Abwärtswandler findet man in nahezu jeder Netzteilarchitektur, und eine Spule mit mehreren Wicklungen, die verschiedene Umsetzungsverhältnisse oder sogar mehrere Ausgänge bietet, lässt sich nach Maß fertigen. Im Interesse einer möglichst geringen Komplexität und niedriger Kosten konzentriert sich diese Anwendungsbeschreibung aber auf handelsübliche, 1:1 gekoppelte Induktivitäten. Würth Elektronik eiSos bietet mehrere Baureihen von 1:1 gekoppelten Induktivitäten mit unterschiedlichen Leistungsniveaus und Bauformen an. Viele davon eignen sich für die Erweiterung eines Abwärtswandlers um einen zweiten Ausgang.

Zusammenfassung
Durch die Verwendung einer gekoppelten Induktivität, kann ohne die Kosten eines weiteren vollständigen Schaltnetzteils eine zweite Ausgangsspannung bereitgestellt werden, jedoch sind die Schwankungsbreite der sekundären Ausgangsspannung und der DCM-Schwellwert im primären Stromkreis sind mit rein mathematischen Mitteln schwer vorherzusagen. Erfolgreiche Layouts von 1:1 gekoppelten Abwärtswandlern sollten eingehend über verschiedene Eingangs-, Last- und Temperaturbedingungen hinweg getestet werden. In den meisten Fällen ist die Schwankungsbreite der sekundären Ausgangsspannung zu groß und die Werte für Eingangs- und Lastregelung sind zu hoch, um den Spannungsausgang direkt zu nutzen. Aus allen genannten Gründen wird ein linearer Regler empfohlen, um einen gut geregelten sekundären Ausgang bereitzustellen.

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Auswirkung von Layout, Bauelementen und Filter auf die EMV von modernen DC/DC Schaltreglern

Zusammenfassung

In der einschlägigen Literatur, so auch in unserer „Trilogie der Induktivitäten“ und in den IC Datenblättern, bekommen Hardware Entwickler allerlei Tipps zum Schaltregler Design. Von der Auswahl der passenden Speicherinduktivität, Ein-/Ausgangskondensatoren, MOSFETs, Schottky-Dioden zeigen Applikationsbeispiele bis hin zu einem PCB-Layout Vorschlag, wie ein EMV-konformes Design realisierbar ist.

Allerdings finden sich in kaum einer Literatur EMV-Vergleichsmessungen, welche die Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen belegen. So gut wie jede moderne Leiterplatte enthält in irgendeiner Form ein oder mehrere DC/DC-Konverter. Deshalb sind Vorher/Nachher- EMV-Vergleichsmessungen diskret aufgebauter DC/DC-Konverter für fast jeden Hardwareentwickler eine interessante Gelegenheit, sein vorhandenes Wissen zu vertiefen. Da wir als Würth Elektronik eiSos in der EMV zuhause sind, das passende Messequipment zur Verfügung haben, und Elektronik-Entwickler gerne unterstützen, beschreiben wir in diesem Anwendungshinweis genau diese Vergleiche.

Filter
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Balunlose Messung von Mixed-Mode-Streuparametern

Bedeutung von sdd21 in der HF-Technik

ANP004
Nicht nur die zunehmende Datenmenge, sondern auch deren enorm gestiegene Übertragungsgeschwin-digkeit stellen hohe Anforderungen an die Signalqualität. Besonders deutlich wird dies an der aktuellen Schnittstelle USB 3.0, die wegen ihrer Übertragungsgeschwindigkeit von 5 Gbps auch den Beinamen SuperSpeed trägt. Reichte bei der Vorgängerversion USB 2.0 mit 480 Mbps noch eine Gleichtaktdrossel-spule aus, um die Signalqualität zu garantieren, sind nun spezielle HF-Bauelemente für die Rauschunter-drückung notwendig. Wodurch diese sich unterscheiden, zeigt die Sdd21-Messung.

Zusammenfassung
Mit der sdd21-Messung konnte gezeigt werden, dass sich die HF-Varianten der Serie WE-CNSW strom-kompensierter Datenleitungsfilter für die Gleichtaktunterdrückung bei Übertragungsfrequenzen bis 6,5 GHz eignen, ohne differentielle Datensignale zu beeinflussen. Herkömmliche stromkompensierte Filter können dieser Anforderung nicht standhalten, wie die Ergebnisse der Messung gezeigt haben. Erst durch spezielle Hochfrequenzbauelemente ist die Signalqualität bei der Kommunikation über die USB 3.0-Schnittstelle gewährleistet.

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EMV-Filter für DC/DC-Schaltregler optimiert

ANP005
Moderne Stromversorgungen fordern eine Reduzierung der Verlustleistung, um einen hohenWirkungsgrad zu ermöglichen. Schaltnetzteile und DC/DC-Schaltregler ermöglichen eine hohe Effizienz, können jedoch bei nicht optimiertem Design der Schaltung und des Leiterplattenlayouts zu einer erhöhten Störaussendung von Funkstörspannung führen. Dieser Artikel behandelt die gezielte Implementierung von Eingangsfiltern zur Reduzierung der symmetrischen Störspannung an DC/DC-Schaltreglern.

Zusammenfassung
Ein Eingangsfilter ist unentbehrlich und sollte bereits während der Entwicklungsphase berücksichtigt werden. An einem DC/DC-Schaltregler lässt sich bereits mit einem LC-Filter die Gegentaktstörung unterdrücken und die Störspannung auf einen akzeptablen Pegel reduzieren. Mit einem gezielten Aufbau des Eingangsfilters und einer bewussten Auswahl der passiven Filterelemente lässt sich die höchst mögliche Einfügedämpfung mit Rücksicht auf die Stabilität des Schaltreglers erreichen.

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Netzfilter – Die letzte Hürde im Schaltnetzteil

ANP015
Schaltnetzteile führen zu leitungsgebundenen Störungen, weil sie auf der Netzseite eine Funkstörspannung erzeugen. Dadurch können andere am Netz versorgte Geräte gestört werden. Zur Unterdrückung der erzeugten Funkstörspannung helfen Netzfilter. Die können einfach aus passiven Bauelementen wie stromkompensierte Netzdrosseln und X-/Y-Kondensatoren entworfen werden. Dieser Artikel befasst sich mit dem Entwurf eines Einphasennetzfilters.

Zusammenfassung
Schlussfolgernd kommt ein Netzfilter für Schaltnetzteile ohne eine Gleichtaktdrossel nicht aus. Einzelne Kondensatoren genügen nicht, um die Störaussendung vollständig zu unterdrücken. Ist eine weitere Unterdrückung der Gegentaktstörung erforderlich, so helfen vor dem Netzfilter zusätzliche Längsspulen. Mit einem Netzfilter liegen alle Störpegel unter dem zulässigen Grenzwert und das Schaltnetzteil kann eine EMV-Prüfung bestehen.

Schnittstellen
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Robustes Design von USB 2.0 Anwendungen

ANP002
Die USB-Schnittstelle ist wohl die am weitest verbreitete PC-Schnittstelle der Welt. Auch in Industrieanwendungen ist sie mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Zeit, dass wir uns etwas genauer den typischen Umgebungsbedingungen widmen, denen Industrieanwendungen ausgesetzt sind.

Dass es Bedenken bzgl. der Anfälligkeit von USB Schnittstellen gibt, wird sogar in Intel’s “High Speed USB Platform Design Guidelines” genannt. Intel empfiehlt den Einsatz von Stromkompensierten Drosseln für EMV Entstörung und weitere Komponenten für den Schutz gegen elektrostatische Entladung.

Würth Elektronik bietet all diese Produkte.

  • Die Stromkompensierten Datenleitungsdrosseln WE-CNSW sind speziell für die Gleichtaktentstörung von schnellen Datenleitungen entwickelt
  • Zum Schutz vor ESD sind die TVS Dioden WE-TVS mit sehr niedrigen Kapazitäten (<2pF) sowie die keramischen ESD Suppressor Serien WE-VE (Kapazitäten bis zu 0,05 pF) die perfekte Wahl.
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Das USB Interface aus EMV Sicht

ANP024
Die USB [Universal Serial Bus] Spezifikation definiert die mechanischen, elektrischen sowie dem Protokoll Layer des Interfaces. Kabel und Steckverbinder sind genau definiert. USB definiert 2 Arten von Hardware, Hubs und Funktionen bzw. Endgeräte. Bis zu 127 Geräte könnten theoretisch zusammengeschaltet werden, in einer Sternbus Topologie, die Begrenzung ist hier nur die 7-bit Adresse. Verbindungen sind zwischen Hub und Funktion bzw. Endgerät oder zwischen Hub und Hub möglich, wobei Verbindungen zwischen Endgeräten direkt nicht möglich sind.

Zusammenfassung
EMV ohne Filter ist in der heutigen Schaltungstechnik nicht mehr möglich. Elektronik auf engstem Raum, Nutzfrequenzen bis in den GHz-Bereich und auch die Berücksichtigung der EMV-Normen machen die Anwendung notwendig. EMV ist nicht „nice to have“ oder Befriedigung von Regularien bzw. Normen, sondern ein Qualitätsmerkmal auf das der Anwender des Produktes ein Recht hat. Dennoch ist oftmals EMV auch eine ingenieurmäßige Herausforderung und ein Balanceakt zwischen Performance und Zeit. Würth Elektronik möchte ihnen sowohl die nötigen Komponenten als auch das nötige Know-How zur Verfügung stellen um bei ihren Design der USB-Schnittstelle bestmöglich zu unterstützen. Wir hoffen, das ist mit den vorgestellten Produkten und diesem kleinen Fachartikel geschehen und wünschen Ihnen bei ihrem nächsten Design viel Erfolg.

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Induktivitäten
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Der Schein vom hohen Nennstrom

ANP019
Spulen kommen in Schaltreglern als Energiespeicher zur Anwendung. Für die Spezifizierungen der Datenblätter werden Parameter wie Induktivität, Nenn- und Sättigungsstrom sowie der RDC ermittelt und von den Herstellern von Spulen in ihren Datenblättern deklariert. In der Praxis werden baugleiche Spulen verglichen, um eine Auswahl für einen Schaltregler treffen zu können. Anschließend stellt sich jedoch beim Entwickler die Frage, warum sich der Nennstrom bei baugleichen Spulen unterschiedlicher Hersteller unterscheiden kann.

Zusammenfassung
Die Untersuchung der messtechnischen Ermittlung des Nennstroms zeigt, dass der Nennstrom während der Messung von äußeren Einflüssen abhängig ist. Eine hohe Temperaturabführung kann das Messergebnis verfälschen und zu unerklärbar hohen Nennströmen führen. Werden Spulen der Würth Elektronik eiSos mit anderen Spulen verglichen, so sollte darauf geachtet werden, dass die Gehäuseform und der RDC gleich sind. Hierbei wird vorausgesetzt, dass der Nennstrom bei einer gleichen Eigenerwärmung ermittelt wird. Liegt die gleiche Bauform mit gleichem RDC vor, so ist der Nennstrom beider Spulen gleich.

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Risse bei geformten Speicherdrosseln

ANP020
Dieses Application Note beschreibt den Einfluss kleiner Rissein Kernen von Speicherinduktivitäten der Würth Elektronik WE-LHMI Produktserie. Diese Risse können bei der Produktion dieser Spulen auftreten.

Bei der WE-LHMI-Produktreihe entschied man sich für eine Spritzgusstechnologie, die speziell für flache Endgeräte mit hohen Strömen ausgelegt ist, wie z.B. Laptops, Tablets, akkubetriebene Geräte usw. In diesem Bereich nimmt der Bedarf an leistungsfähigen Geräten mit geringen Abmessungen immer mehr zu. Die Vorteile der WE-LHMI-Produkte sind der hohe Sättigungsstrom mit weicher Sättigungscharakteristik, geringe Kernverluste, eine hohe Betriebstemperatur und geringe Abmessungen.

Zusammenfassung
Da der WE-LHMI-Kern nicht massiv ist, sondern aus Eisenpulver besteht, das um die Spulenwicklungen geformt ist, haben Risse, Absplitterungen und andere optische Mängel keine Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit und die Leistung der Spulen.

Zudem werden vonseiten der Qualitätssicherung der Würth Elektronik eiSos Standards für den Fertigungsprozess festgelegt und laufend angepasst, um die Zuverlässigkeit und die Leistung der Produkte zu optimieren.

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Sicheres, zuverlässiges Design Nichtisolierter Offline-Wandler mit 400 VDC Hochvolt Speicherdrosseln

ANP021
Zwar bietet die Mehrzahl der AC-Offline-Wandler und Schaltwandler, die mit (nach Definition von Sicherheitsstandards wie IEC-60950) gefährlichen Spannungen von über 60 VDC betrieben werden, aus Sicherheitsgründen eine galvanische Trennung, doch gibt es auch zahlreiche Anwendungen, bei denen nichtisolierte Schaltungen verwendet werden können. Dort, wo Benutzer und Wartungspersonal mechanisch vor einem Kontakt mit gefährlichen Spannungen geschützt sind oder sowohl Eingangs- als auch Ausgangsspannung sich auf der Primärseite eines isolierten Wandlers befinden, sind Buck- und Buckboost- Wandler häufig effizienter, benötigen weniger Leiterplattenfläche und kosten in der Implementierung weniger als Sperrwandler. Sperrwandler sind zweifelsohne die kostengünstigste Option für isolierte Schaltungen und können natürlich auch nichtisoliert sein. Allerdings ist für den Sperrwandler sogar bei Leistungen von 5 W und darunter ein Sperrwandler Übertrager mit variablen Wicklungsverhältnissen, je nach Eingangs- und Ausgangsspannung, Ausgangsstrombereich und Schaltfrequenz, erforderlich. Würth Elektronik eiSos hat verschiedene Produktreihen mit gebrauchsfertigen Sperrwandler Übertrager im Sortiment. Wenn eine Isolierung der Schaltung nicht notwendig ist, bieten sich Buck- und Buckboost-Wandler an, für die es einewesentlich größere Auswahl an Speicherdrosseln gibt, die zudem häufig kostengünstiger sind.

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Exakte Bestimmung von Spulenverlusten mit REDEXPERT

ANP029
Leistungsverluste bei Schaltnetzteilen treten meistens in Form von Schaltverlusten und Verluste der induktiven Bauelemente auf. Verluste der induktiven Bauelemente erfolgen im Kern und den Wicklungen von Speicherdrosseln und Übertragern. Die exakte Bestimmung dieser Verlustleitung ist für das Konstruieren zuverlässiger Systeme mit hohem Wirkungsgrad heutzutage wichtiger denn je – besonders im Umweltschutz. Zur Abschätzung der Kernverluste bei Schaltnetzteilen können komplexe Messaufbauten erforderlich sein, und doch lässt sich nicht garantieren, dass die vorgenommene Abschätzung für die spezifische Anwendung relevant ist.

Kernverluste wurden anfangs mit der Steinmetzgleichung und seit einiger Zeit mit deren Erweiterungen berechnet. Diese Gleichungen erlauben allerdings nur für bestimmte Bedingungen oder Materialien eine zuverlässige Abschätzung der Verluste. Aus diesem Grund wurde von Würth Elektronik eiSos ein neues Modell nach aktuellem Stand der Technik entwickelt, mit dem sich Kernverluste effektiv und genau ermitteln lassen. Dieses Modell wurde in unserem neuen Entwicklungswerkzeug REDEXPERT implementiert.

Zusammenfassung
Das Wechselstromverlustmodell von Würth Elektronik ist ein genaues und praktisches Modell zur Bestimmung von Wechselstromverlusten. Das Modell wurde über weite Wertebereiche für die Parameter Frequenz, Rippelstrom und Tastverhältnis experimentell validiert und hat sich als sehr robust erwiesen. Aufgrund der Tatsache, dass dieses Wechselstromverlustmodell in REDEXPERT implementiert ist, muss der Benutzer keine Kernverlustdiagramme mehr anfordern. REDEXPERT ist ein Online-Tool zur Berechnung von Schaltreglern, mit dem Entwickler bei der Bestimmung von Verlusten und der Auswahl geeigneter Bauteile eine Menge Zeit sparen.

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Ermittlung der idealen Speicherinduktivität für energieeffiziente Anwendungen

ANP031
Energieeffiziente Geräte sind wichtige Bausteine, um Ressourcen zu sparen und die Umwelt zu schonen. Je effizienter die Elektronik ist, umso länger ist bei mobilen Geräten die Batterie­lebensdauer und in großen Industrie- und Serveranlagen mit tausenden von Verbrauchern reduziert sich spürbar der Energiebedarf.

Die Basis für energieeffiziente Geräte wird maßgeblich mit vom Netzteil beeinflusst. Waren früher noch Linearregler die meistverwendeten Spannungsregler, so sind in modernen Leistungselektroniken überwiegend Schaltnetzteile zu finden. Das kontinuierliche Verringern der Prozessorspannungen hat seinen Teil dazu beigetragen. Vor wenigen Jahren waren noch Schaltfrequenzen bis 300 kHz sehr verbreitet, doch takten moderne Schaltregler meist mit Frequenzen von 800 kHz und mehr. Die Schaltverluste einerseits, aber auch die Verluste der Speicherdrossel auf der anderen Seite sind wichtige Punkte im Design von Schaltnetzteilen.

Zusammenfassung
Die WE-MAPI Speicherinduktivitäten bieten maximale Leistung auf kleinstem Raum. Mit dem innovativen Kernmaterial und dem durchdachten Design setzen sie neue Maßstäbe. Für energieeffiziente Schaltregler wählt man die WE-MAPI am besten mit REDEXPERT, dem neuen Online Designwerkzeug von Würth Elektronik aus. Hier ist das weltweit genaueste AC-Verlustmodell integriert, welches über weite Wertebereiche für die Parameter Frequenz, Rippelstrom und Tastverhältnis eine sehr hohe Genauigkeit wiedergibt.

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Voids bei Bottom Termination Components (BTC)

ANP036
Der Markt für Bottom Termination Components (BTCs), vertreten durch QFN- und DFN-Gehäuse, wächst erheblich in der Elektronikindustrie, die von Miniaturisierung und Kostendruck angetrieben wird. BTCs haben bei den Design und Verarbeitungsprozessen neue Herausforderungen geschaffen, als diese Gehäusetypen auf dem Markt eingeführt wurden. Die großen Flächen der Lötanschlüsse bringen viele Vorteile mit sich, wie beispielsweise die Wärmeableitung der Komponenten. Wenn der Montageprozess nicht ordnungsgemäß ausgeführt wird, kann dies zu Voids (Lufteinschlüsse) unter der Komponente führen.

Die Anzahl der Voids kann durch verschiedene Anpassungen, wie z. B. Lötpasten mit speziellen Lösungsmitteln und Korngrößen, Lötpastenmenge Lötprofil, Lötschablonendesign und Oberfläche der Leiterplatte beeinflusst werden.

Dieser Anwendungshinweis wurde unter Berücksichtigung von Analysen zur Beurteilung der Anforderungen von Voids bei WE-MAPI (DFN) Produkten erstellt. Mit verschiedenen Techniken und Tests sollte das Problem gelöst werden, wie z. B. spezifische Land-pattern-Muster, Optimierung des Reflow-Profils, spezifische Schablonen, Abdrucktests usw. Die Ergebnisse sowie die eingesetzten Techniken und Tests werden nachfolgend erläutert.

Zusammenfassung
Das Hauptziel zur Vermeidung von kreisförmigen Lufteinschlüssen in unseren Bottom Termination Components (BTC) mit einem Dual Flat Package haben wir erfolgreich erreicht. Es gab keine Verringerung der Lötverbindungsfestigkeit, sondern eher eine erhebliche Zunahme derselben (von 60 N auf etwa 120 N). Die Verwendung eines Vakuum-Reflow-Ofens oder eines anderen Reflow-Mediums ohne Sauerstoff trägt in einem hohen Maß zur Verringerung von Voids bei.

Alles in allem sind Voids Fluch und Segen zugleich (ähnlich wie Reibung). Man muss bedenken, dass Voids ein unvermeidliches Phänomen sind, wenn es um die Verbindung von zwei verschiedenen Metallen im Schmelzzustand in einer Nichtvakuumumgebung geht. Sie agieren als Spannungsaufnehmer oder -entlaster und verhindern die Ausbreitung von Rissen innerhalb der Lötverbindungen. Die vollständige Abwesenheit von Voids führt tatsächlich zu einer höheren Spannung in den Verbindungen, was letztendlich zu Rissen in den Verbindungen führen kann. Lediglich kreisförmige Lufteinschlüsse stellen ein Problem dar. Diese schließen Luft mit ein und agieren als Wärmedämmer. Dies führt seinerseits zu einem schnelleren Anstieg der effektiven Temperatur der Bauteile und einer Verringerung der Gesamtfestigkeit der Lötverbindung. Diese kreisförmigen Lufteinschlüsse wurden effektiv ohne Beeinträchtigung eines elektrischen Parameters, wie beispielsweise DCR, Nennstrom, Sättigungsstrom usw., durch Techniken eliminiert, die in diesem Anwendungshinweis enthalten sind.

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Power Inductors – 8 Design Tips

A practical guide for the selection of power inductors for DC/DC converters

ANP039
The power inductor selection steps described are based on the design tips given in this article and are linked to the data sheet specifications. Not only the relevant design software from the semiconductor manufacturer serves to reduce development times. With the software Component Selector you get a tool which identifies very quick the right inductance for a buck or a boost converter.

As a matter of course power inductors from Würth Elektronik are also listed in the leading semiconductor manufacturers‘ software solutions and hence they are immediately available for inclusion in the simulations. Correspondingly assembled design kits help optimise prototypes. Magnetically shielded power inductors should be deployed for EMC-critical applications.

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Ferrite
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SMD-Ferrite zur Überschwingungssteuerung

ANP025
Unter dem Begriff „Überschwingen“ versteht man ein unerwünschtes Nachschwingen, das auftritt, wenn ein Leistungshalbleiterschalter bei vorhandener parasitärer Induktivität und Kapazität ein- oder ausgeschaltet wird. In der parasitären Übergangskapazität des Schalters gespeicherte Energie wird beim Wechsel des Schaltzustands freigesetzt und überschwingt mit der von den Streufeldern diskreter Speicherdrosseln kommenden parasitären Induktivität sowie der durch die Verdrahtung von Leiterbahnen, Bauteilverbindungen, Steckverbindern usw. entstehenden Induktivität. Bei echten Schaltungen auf echten Leiterplatten sind parasitäre Elemente stets vorhanden, weswegen bei allen Schaltwandlern zumindest ein geringfügiges Überschwingen auftritt.

Zusammenfassung
Ferritkernspulen, die in Reihe mit dem Bootstrap-Kontakt von Abwärtswandlern geschaltet werden, können ausgezeichnete Bauteile zur Regelung des Überschwingens darstellen. Bei sachgemäßer Anwendung können sie zur Steuerung der Quelle hochfrequenter Störungen eingesetzt werden, ohne zu viel Platz auf der Leiterplatte zu beanspruchen und die Leistungseffizienz zu sehr zu beeinträchtigen. Die Vorteile im Vergleich zu abgestimmten Widerständen liegen in der einfacheren Auswahl und der kürzeren Laborprüfdauer bei ihrer Konzeption.

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Der weltweit erste spitzenstrombelastbare SMD-Ferrit

ANP028
Ein Chip Bead Ferrite ist eine Induktivität, die mittels Siebdruckverfahren hergestellt wird und auf ihre Filterwirkung hin optimiert ist. Sie besteht er aus einer Nickel-Zink-Ferrit-Mischung und einer sehr feinen, übereinanderliegenden inneren Silberlage von wenigen Mikrometern Lagendicke. Dieser Aufbau macht den klassischen SMD-Ferrit anfällig für Stromspitzen, die über den maximalen Nennstrom hinaus gehen, was in speziellen Fällen zur Schädigung oder auch sofortigen Zerstörung des Bauteils führen kann.

Zusammenfassung
Die WE-MPSB-Serie wurde basierend aus den Anforderungen von Schaltungen entwickelt, die die Multilayer-Ferrite mit kurzzeitigen Spitzenströmen über den Nennstrom hinaus belasten. Im Vergleich zu bestehenden Multilayer-Strukturen ist die Lagenstruktur optimiert, um durch niedrigere Widerstände eine höhere Strombelastbarkeit zu generieren. Damit eignet sich die WE-MPSB Serie bestens für den Einsatz in Schaltungen mit Pulsströmen.

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Stromspitzensicherer Eingangsfilter mit WE-MPSB

ANP041
Netzteile sind häufig für einen stationären Betrieb ausgelegt, bei dem man sich in der Regel erst in zweiter Linie über vorübergehende Zustände Gedanken macht. In der Praxis sind das Bedingungen wie Einschalt-, Ausschalt- und Lastwechselübergänge, die für die Bauteile des Netzteils häufig jedoch sehr viel belastender sind als der stationäre Betrieb. Zum Dämpfen hochfrequenter Störungen werden Chipferrite bevorzugt am Ein- und Ausgang von Netzteilen angeordnet.

Wireless Power
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Kabellose Energieübertragung – Die Spulen als zentrale Bauelemente

ANP014
Warum gewinnt gerade jetzt die kabellose Energieübertragung so an Bedeutung, obwohl das technische Prinzip schon über 120 Jahre alt ist? Das Nutzerverhalten von Smartphone und Tabletbesitzern hat sich in den letzten 2 Jahren dramatisch verändert. Always online durch Soziale Netzwerke, Push Email, Spiele, große Displays, schnelle Prozessoren und HD Graphik führen dazu, dass der Nutzer mit einer Batterieladung seines Gerätes kaum über den Tag kommt.

Kabellose Ladeangebote an öffentlichen Plätzen bieten hier eine sehr kundenfreundliche Lösung für dieses Problem. Während eines Restaurantbesuches kann z.B. das Smartphone bequem geladen werden, indem es einfach auf den entsprechenden Platz auf dem Tisch gelegt wird. Voraussetzung ist natürlich, dass das Gerät die passende kabellose Ladetechnik integriert hat.

Zusammenfassung
Die erfolgreiche kabellose Energieübertragung muß durch einen Standard beschrieben sein. Im Standard ergeben sich viele Möglichkeiten auf der Spulenseite die Energieübertragung positiv zu beeinflussen. Die Auswahl optimierter Spulen, ein sorgfältiges Systemdesign und eine sehr gute Nutzerführung bei der Platzierung des Gerätes auf der Sendestation können einen Wettbewerbs­vorteil für den Gerätehersteller ausmachen. Auf der Seite der Standardisierungs-Gremien wird an Optimierungen gearbeitet, die einen Verbesserung der Performance in den nächsten Genera­tionen erwarten lassen. Die Sende- und Empfangsspulen bleiben trotzdem zentrale Bauelemen­te in der kabellosen Energieübertragung, und sind maßgeblich für die gesamte Systemeffizienz.

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Überlegungen zum Tausch von Ladespulen für die drahtlose Energieübertragung

ANP027
Drahtloses Aufladen findet gegenwärtig – vor allem bei neueren technischen Geräten wie Smartphones, Tablets oder Laptops – eine immer stärkere Verbreitung. Angesichts der rasanten technischen Entwicklung in diesem Bereich kann wohl davon ausgegangen werden, dass zukünftig zahlreiche elektronische Endverbrauchergeräte drahtlos aufgeladen oder betrieben werden. Die Anzahl der Hersteller drahtloser Ladespulen und zugehöriger Regler-ICs wird voraussichtlich ebenfalls zunehmen, um den steigenden Bedarf aufseiten der Verbraucher zu decken. Nun könnte man fragen, warum der Endverbrauchermarkt für uns interessant sein sollte. Die meisten bekannten Technologien wurden durch den Markt für elektronische Konsumgüter vorangetrieben, und erst danach haben Industrie und ähnliche Bereiche auf der Basis der gemachten Erfahrungen die Entwicklungszeiten verkürzt.

Zusammenfassung
Eine stärkere Kopplung, ein niedrigerer physischer Abstand zwischen Sender und Empfänger und ein höheres Windungsverhältnis gewährleisten eine höhere Spannung auf der Empfängerseite und damit einen höheren Wert für VIN. Die DHC-Funktion begrenzt den Wert der an den DC-DC-Wandler angelegten VIN und stellt damit sicher, dass der Sender in einem weiten Betriebsspannungsbereich betrieben werden kann. Das Experiment (Bedingung 2) zeigt, dass der Wirkungsgrad höher ist, wenn die Sinusförmigkeit des Empfangssignals stärker ausgeprägt ist.

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Wireless Power Transfer für hohe Leistungen im industriellen Umfeld

ANP032
Seit der immer größer werdenden Verbreitung von Wireless Power Transfer in der Consumer Elektronik, wie z.B. Smartphone Ladestationen, richtet sich auch der Blick der Industrie- und Medizintechnik immer mehr auf diese Technologie und der daraus resultierenden Vorteile. Da auch die Kommunikationsschnittstellen immer mehr drahtlos mit WLAN, Bluetooth etc. werden, bietet es sich an, auch die Energieversorgung kontaktlos zu übertragen. Es können völlig neue Lösungswege beschritten werden, welche nicht nur die offensichtlichen technischen Vorteile bieten, sondern auch für das optische Design neue Möglichkeiten eröffnen. Gerade in Industriezweigen die mit harten Umgebungsbedingungen, scharfen Reinigungsmitteln, starker Verschmutzung und hoher mechanischer Belastung kämpfen müssen (z.B. ATEX, Medizin, Baumaschinen etc.) bietet diese Technologie neue Ansätze. Beispielsweise können teure und anfällige Schleifringe oder Kontakte ersetzt werden. Ein weiteres Einsatzgebiet sind auch Übertrager, welche besondere Anforderungen wie eine verstärkte / doppelte Isolation aufweisen müssen.

Ziel dieser Application Note ist es, dem Entwickler aufzuzeigen, dass es für eine kontaktlose Energieübertragung, für hundert Watt und mehr, durchaus einfach zu realisierende Lösungen im Bereich der Schaltungstechnik gibt, welche auch ohne Software und Controller auskommen.

Zusammenfassung
Der Resonanzwandler kann sehr flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Diese Schaltung stellt aktuell die effektivste Möglichkeit dar, Energie bis einige hundert Watt kontaktlos zu übertragen. Wenn die Anforderungen der Applikation bezüglich der Sicherheit, OnOff, Ladezustandserkennung etc. wachsen, so kann diese Schaltung als Basis dienen und beliebig durch den Hardwareentwickler erweitert werden. Auch kann eine klassische H-Brückenschaltung mit aktiver Regelung als Grundlage genommen werden anstatt der Resonanzwandler-Topologie. Es sollte auf jeden Fall schon frühzeitig mit den ersten Prototypen entwicklungsbegleitende EMV Messungen durchgeführt werden.

Entscheidend für einen hohen Wirkungsgrad, möglichst kompakte Bauform und gute EMV Eigenschaften sind, neben der taktgebenden Schaltung, vor allem die Sende- und Empfängerspulen. Würth Elektronik bietet neben dem breitesten Sortiment auch die Spulen mit dem höchsten Q-Faktor in der jeweiligen Bauform. Dadurch können hohe Induktivitätswerte erzielt werden und daraus resultierend kleine Bauformen für die Kondensatoren.

Zudem wird für höhere Leistungen ausschließlich HF-Litze (geringere AC-Verluste) und hochwertiges Ferritmaterial (hohe Permeabilität) verwendet. Dies bedeutet für das Endprodukt den maximalen Wirkungsgrad und bestmögliche EMV-Eigenschaften.

Schirmung
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Funkprodukte flexibel geschirmt

ANP016
Gegenwärtig ist eine Zunahme von Störungen durch Magnetfelder aufgrund des geringeren Abstands zwischen Leiterplatten, integrierten Schaltungen (ICs) und anderen empfindlichen Geräten bei gleichzeitig zunehmender Verbreitung von Kommunikationstechnologien auf Magnetkopplungsbasis für die Energie- und Datenübertragung (Qi-WPC, NFC, RFID, PMA, A4WP, WCT usw.) festzustellen.

Mit Ferritmaterialien kann der Magnetfluss gesteuert werden. Hierdurch lassen sich die Effizienz der Energieübertragung verbessern, Zuverlässigkeit und Reichweite bei der Datenübertragung erhöhen und unerwünschte Störmagnetkopplungen vermeiden.

Zusammenfassung
Nach der Erläuterung des Mechanismus und der Messung des Verhaltens von Ferritmaterialien haben wir gesehen, wie diese Materialien (und insbesondere Ferritfolien) dank ihrer Fähigkeit, den Magnetfluss zu steuern, eine herausragende Schirmungsleistung in kritischen Anwendungen wie Energieübertragung und NFC bieten.

Durch die Auswahl geeigneter Materialien und ihre korrekte Anordnung lässt sich ein hoher Wirkungsgrad bei der Energieübertragung erzielen. Gleichzeitig werden unerwünschte Interferenzen und Emissionen sowie eine Erwärmung des Gerätes minimiert. Dank ihrer hohen Leistungsfähigkeit und ihrer geringen Dicke stellen die flexiblen Folien aus gesintertem Ferrit einen unverzichtbaren Partner dar, wenn es darum geht, die Effizienz dieser Technologien zu verbessern und ihr Integrationsniveau zu steigern.

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Auswahl und Eigenschaften von WE-FSFS

ANP022
WE-FSFS (Flexible Sintered Ferrite Sheet, flexible Folie aus gesintertem Ferrit) ist ein Produkt, das eine hochwertige Magnetflussumleitung gestattet. Eine korrekte Führung des Magnetflusses verbessert die Energie- und Datenübertragung in induktiv gekoppelten Systemen wie NFC, RFID, drahtlose Stromübertragung usw. Hierdurch wird die Effizienz gesteigert, und der Kommunikationsbereich vergrößert sich.

Größe und Gewicht sind bei modernen elektronischen Geräten wesentliche Parameter, und bei den für WE-FSFS eingesetzten Ferritzusammensetzungen der neuesten Generation lassen sich bei minimaler Dicke optimale Ergebnisse erzielen.

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Effektive Schirmungs- und Massungskonzepte

Applikationshinweise zu WE-LT Leitende Textildichtungen; EMI-Absorberfolie, Erdungsschellen und Massebändern

ANP043
Trotz aller umfangreich diskutierten und empfohlenen Designregeln zum EMV-gerechten Entwurf von Baugruppen, führt häufig das Zusammenspiel von unterschiedlichen Funktionsgruppen innerhalb eines Gerätes beim Test im EMV-Labor zur Ernüchterung. Die ausgesendete Störstrahlung liegt trotz Einbau in ein Metallgehäuse oberhalb der Grenzwerte.

Was ist passiert?
Das Gehäuse selbst ist meistens kein Bestandteil der Elektronik-Entwicklung und wird von der Konstruktionsabteilung entworfen. Hier führen dann gewünschte Gehäuseöffnungen, für z.B. Kabelein- und Auslässe, Lüftungsschlitze, Bedienknöpfe, Lautsprecher, Signalgeber oder Displays dazu, dass die Schirmwirkung gerade dort massiv nachlässt. Auf der anderen Seite ist, selbst wenn diese gewünschten Gehäuseöffnungen nicht vorhanden wären, bei sich berührenden Metallflächen keine vollständige Überdeckung und damit keine HF-Dichtigkeit erzielbar.

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Steckverbinder
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Low Force Crimp-Kontakte – Lösen leicht gemacht

ANE001
Obwohl sie eigentlich für einen dauerhaften Anschluss gedacht sind, müssen Steckverbin­dungen mit Crimp-Kontakten hin und wieder gelöst werden. Damit dies nicht zur Kraftprobe für den Instandhalter wird, der den Steckverbinder dadurch beschädigt, entwickelte Würth Elektronik eine Steck- und Zugkraft reduzierte Alternative.

Hersteller von Elektro-Haushaltsgeräten müssen bereits bei der Entwicklung ihrer Produkte den Servicefall berücksichtigen. Das bedeutet, dass die Verschleiß- und Defekt-anfälligen Kompo­nenten, wie beispielsweise die Brüheinheit einer Kaffeemaschine, leicht zugänglich sein sollten. Noch wichtiger ist es, Bauteile zu verwenden, die nicht erst durch die Reparatur beschädigt werden und somit von Anfang an mit Sicherheit Folgekosten verursachen.

Crimp-Steckverbindungen mit Polzahlen >10 sind zum Beispiel solche Komponenten. Ausgestattet mit Standard-Kontakten, lassen sich diese nur mühselig lösen, bei 24 Polen sind sie nahezu unlösbar. Bei umständlich zugänglicher Einbausituation reichen auch schon kleinere Polzahlen aus, um das Trennen der Wire-to-Board-Verbindung zu erschweren. Weil es gerade an solchen Stellen unmöglich ist, Werkzeuge zu verwenden, hilft nur eins: kräftig am Kabel ziehen! Und den Steckverbinder dabei mechanisch beschädigen.

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Power Modules
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Eingangsfilter für MagI³C Power Module

ANS004
Unabhängig von der Größe des Wechselstromanteils ist für eine erfolgreiche EMV-Validierung jedes Schaltreglers nach wie vor ein Eingangsfilter erforderlich. Anhand von einfachen Berechnungen kann solch ein Eingangsfilter individuell entworfen werden. Unter Berücksichtigung der Impedanzen des Filters und des Schaltreglers können Oszillationen vermieden und die Regelstabilität des Schaltreglers gewährleistet werden.

Eine gezielte Auswahl der Filterkomponenten schafft eine Basis für eine optimale Auslegung des Filters.

Mit einem gewissen grundlegenden Fachwissen über EMV-Prüfverfahren kann der Hardware-Entwickler seine Schaltung zielgerecht entwickeln und im Bedarfsfall notwendige Anpassungen des Filters selbst durchführen.

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Auswahl und Entwurf mit MagI³C-Powermodulen

ANS006
MagI3C (Magnetisches Integriertes Intelligentes IC) Leistungsmodule von Würth Elektronik eiSos bieten dem Systemdesigner ein hoch integriertes SMPS mit hoher Leistungsdichte, sehr wenigen externen Komponenten und einer ausgezeichneten elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV).

Die VDRM (Variable Step Down Regulator Module)-Familie besteht aus Abwärtsschaltreglern, bei denen Steuerschaltkreise, Leistungs-MOSFETs, Ausgangsinduktivität und einige diskrete Widerstände und Kondensatoren in einem Spritzgussgehäuse und Metallsubstrat zusammengefasst sind.

Das Packaging basiert auf dem Industriestandard TO-263 und spiegelt das Konzept wider, diese Module wie lineare Regler einzusetzen. Durch Befolgen der in dieser Anwendungsbeschreibung ausgeführten Auswahlprozedur und der einfachen Entwurfsverfahren kann der Anwender ein MagI³C-Leistungsmodul zum Einsatz bringen und sichergehen, dass es so einfach wie ein linearer Regler arbeitet, jedoch mit weit höherer Effizienz.

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Entwerfen eines Inverswandlers mit dem MagI³C Power Modul

ANS007
Wenn man die VDRM-Module der MagI³C-Stromversorgungsmodule genauer betrachtet, kann man damit hervorragende Inversregler konstruieren. Sie stellen eine kompakte Lösung mit geringen EMV-Störungen dar, die negative Ausgangsspannungen für eine Vielzahl von Anwendungen bereitstellen können – und das ohne komplizierten Konstruktionsaufwand.

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LED Driver with MagI³C Power Module

DNS001
The DNS14 is a reference design for the WLMDU9456008T LED driver capable of driving up to 1.5 A output current using a voltage regulated module and an external secondary regulation loop to establish current regulation. The external loop regulates a DC output current which results in a constant photon flow.

Compared to other solutions with PWM, this solution is less harmful to the eyes due to the constant photon flow, allowing the pupil opening to be the proper size for the light intensity emitted. Depending on the LED flux voltage up to 4 LEDs in series can be connected.

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Demo Board Power LED´s with Slider

DNO001
This design note refers to the 158 997 Power LEDs Slider Demo Board. With the LDHM MagI³C Power Module the feasibility of the colored as well as the white ceramic Power LEDs can be demonstrated. To run this board, the user can switch between two modes: the battery mode or via wireless power transfer. In the PCB, a capacitive touch sensor enables the adjustment of the dimming level.

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Handhabung von Bauteilen
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Whiskerbildung und Maßnahmen zu deren Eindämmung

Whisker: Die verborgene Herausforderung

WPP001
Das Whiskerwachstum bei Zinnoberflächen (siehe Abb. 1) ist bereits seit den frühen 1950er-Jahren ein bekanntes Phänomen. Zwar wurde dieses Problem anfangs nicht richtig verstanden, weil beim ersten Auftreten von Whiskern weder Parameter noch Prüfeinrichtungen gut dokumentiert, geschweige denn für diesen Zweck geeignet waren. Jedoch schien dieses Problem durch Zugabe von Blei in die Zinnoberflächen gelöst zu sein.

Neue gesetzgeberische Maßnahmen der Europäischen Gemeinschaft vom Juli 2006, zur Vermeidung von Blei in elektronischen Bauteilen, erforderten es, sich wieder verstärkt der Whiskerthematik zu widmen. Lieferanten elektronischer Materialien wie Drähte oder Leadframes als auch Hersteller elektronischer Bauteile mussten sich dieser Herausforderung stellen.

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LED (English version)
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LED – Application Guide

Handling during pick and place process

During the automatic pick and place process, the influence of mechanical stress on the surface must be minimized as much as possible. LEDs with a silicone resin provide many advantages. Compared to other reflector areas of Surface Mount LEDs, silicone is generally softer. Due to this fact, the handling area of the nozzle should only contact the Plastic Leaded Chip Carrier (PLLC) surface directly and is not allowed to touch the silicone encapsulation of the component ...

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