Alexander Gerfer, CTO bei Würth Elektronik eiSos

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Alexander Gerfer, Würth Elektronik eiSos „Mit Speicherdrosseln zu mehr Effizienz“

25.09.2015

Geräte energieeffizienter zu machen, ist in vielen Bereichen ein wichtiges Entwicklungsziel. Bei Mobilgeräten entscheidet die Batterielebensdauer sogar mit über den Erfolg von Produkten. Würth Elektronik eiSos sieht zum Beispiel bei Speicherdrosseln noch viel Einsparungspotenzial.

Das Netzteil hat maßgeblichen Einfluss, wie energieeffizient ein Gerät ist. Waren früher noch Linearregler die meistverwendeten Spannungsregler, so sind in modernen Leistungselektroniken überwiegend Schaltnetzteile zu finden. 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. Deshalb ist die genaue Ermittlung der Verluste und Erwärmung ein wichtiger Schritt bei der Auswahl des richtigen Bauelements. Um zum Beispiel die Verluste vorhersagen zu können, müssen die DC- und AC-Spulenverluste genau ermittelt werden.

Würth Elektronik eiSos hat dazu eine neue Methode entwickelt, die als Onlinetool Red Expert frei verfügbar ist. Mit wenigen Klicks werden die Speicherdrosseln ausgewählt und die Berechnung der kompletten Verluste durchgeführt und getrennt in DC- und AC-Verlusten angezeigt. Die Besonderheit: Red Expert ermöglicht die weltweit genaueste Verlustberechnung, weil es nicht auf den bekannten Steinmetz-Modellen mit Sinusanregung basiert, sondern von Messungen der Speicherdrosseln in einem Schaltregleraufbau abgeleitet und validiert wurde.

Würth Elektronik eiSos geht auch bei der Entwicklung von Speicherdrosseln neue Wege: mit neuen Werkstoffen wie Alloys und innovativem neuem Aufbau. Bei herkömmlichen Spulen wird der Kupferlackdraht um den Kern gewickelt, mit einem Clip an das Terminal gelötet und mit einem Schirmring verklebt. Bei der Induktivitätsserie WE-MAPI wird dagegen die Wicklung direkt mit den Anschlusspads des Bauteils kontaktiert. Durch die Einsparung des Clips konnte der effektive Durchmesser vergrößert werden, wodurch weniger Windungen mit geringerem RDC für gleiche Induktivitätswerte benötigt werden.

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