In diesem Dokument werden die Probleme, die bei der Erhöhung der Leistungsdichte auftreten, untersucht und Technologiebeispiele bereitgestellt, die Designern dabei helfen können, diese Hindernisse zu überwinden.
![]() | Je nach Anwendung unterscheiden sich die Anforderungen an die Leistungsdichte, aber eines bleibt gleich: je kleiner die Lösung, desto höher die Leistungsdichte. |
![]() | Den Möglichkeiten der Entwickler zur Verbesserung der Leistungsdichte sind Grenzen gesetzt, vor allem durch die Verlustleistung im Wandler – Leitungsverluste, ladungsbezogene Verluste, Sperrverzögerungsverluste sowie An- und Abschaltverluste – und das Wärmeverhalten des Systems. |
3 | Schwierigkeiten bei der Verbesserung der Leistungsdichte überwinden Designer müssen alle Begrenzungsfaktoren parallel angehen: Reduzierung der Schaltverluste, Verbessern der thermischen Leistung des Gehäuses, Einführung innovativer Topologien und Schaltungen und mehr passive Integration. |
Der Trend hin zu größerer Leistungsdichte ist schon seit Jahrzehnten in der Branche präsent und wird wohl auch weiter andauern. Abbildung 1 zeigt, wie stark sich die Größe von Wandlern für Stromversorgungsmodule von 6 A bis 10 A in den letzten Jahren verändert hat. Technische Entwicklungen sorgen unter Umständen für erhebliche Fortschritte bei der Verringerung der Größe oder bei der Leistungsabgabe. Jede durchgezogene Linie repräsentiert eine neue Generation von Technologien und zeigt, wie sehr sich die Leistungsdichte im Lauf der Jahre verbessert hat.
Fortschritte bei der Leistungsdichte führen häufig zu Entwicklungen auch in anderen Bereichen, wie beispielsweise bei der Effizienz oder bei den Kosten. Allgemein gesagt führen grundlegende Effizienzverbesserungen bei der Stromumwandlung zu kleineren Lösungen. Und kleinere Lösungen zahlen sich aus: einhergehende Materialeinsparungen, weniger Komponenten, bessere Kostenstrukturen, höhere Lösungsintegration und geringere Gesamtbetriebskosten tragen zu niedrigeren Kosten bei.