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11-2019

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Bauelemente Neuartiges

Bauelemente Neuartiges Fertigungsverfahren für stromkompensierte Drosseln Vacuumschmelze GmbH & Co. KG www.vacuumschmelze.com Smart-Coil – das heißt hohe Dämpfung zu niedrigen Kosten. Hintergrund der Entwicklung: Die Anzahl der Elektroautos auf den Straßen steigt weltweit stetig. Die daraus resultierende Weiterentwicklung der Ladeinfrastruktur führt zu erheblichen Netzstörungen (EMV), welche aufwendige EMV-Filter erfordern. Hier kommen beispielsweise die als Patent angemeldeten Smart-Coils zum Einsatz, eine Neuentwicklung der Firma Vacuumschmelze (VAC), die vor allem bei hohen Frequenzen eine deutlich höhere Dämpfung ermöglichen. Smart-Coils werden kostengünstig in einem innovativen Fertigungsverfahren hergestellt. Dabei werden anstatt der üblichen Starkdrahtbewicklung Bügel auf den Kern aufgesetzt. Die mechanische Belastung, welche beim Wickeln auf den Kern wirkt, wird erheblich reduziert und damit die Dämpfung erhöht. Die verwendeten nanokristallinen Vitroperm-Kerne zeigen hohe Permeabilität und geringe Verluste bei hervorragenden thermischen Eigenschaften. Smart-Coils werden als Gleichtaktdrosseln (Common Mode Chokes, CMCs) eingesetzt, welche sich durch eine verbesserte Dämpfung bei hohen Frequenzen (f >1 MHz), eine minimierte Wicklungskapazität und eine 10-Fach verbesserte Impedanz bei 10 MHz auszeichnen. Das neue Design ist bestens geeignet für Anwendungen mit Lastströmen größer 50 A bei hoher Leistung. Mögliche Durchmesser für die Kupferschienen sind 4,5 mm, 6 mm und mehr; ein Patent für das neue Verfahren wurde bereits beantragt. ◄ LDMOS-FET für 470 bis 806 MHz und 250 W Der PTVA042502EC/FC-V1 von Wolfspeed ist ein LDMOS- FET, welcher für den Frequenzbereich von 470 bis 806 MHz vorgesehen wurde. Er ist in der Lage, eine Spitzen-Ausgangsleistung von 250 W bei einer Verstärkung von 19 dB und einer Drain-Effizienz von 25,5 % auf 806 MHz zu liefern. Dieser FET eignet sich optimal für die Nutzung in Leistungsverstärkern und besitzt ein thermisch optimiertes Gehäuse, welches man z.B. annieten kann. Die Technologie ist GaN on SiC, die Versorgungsspannung darf bis zu 55 V betragen. ■ Wolfspeed, Inc. www.wolfspeed.com Neue Generation vergossener Netzdrosseln Coilcraft hat neue vergossene Hochleistungs-Netzdrosseln aus der neuen Baureihe XGL4020 vorgestellt. Die XGL4020 Series bietet die branchenweit niedrigsten DC-Verluste und sehr niedrige AC-Verluste für Hochfrequenz-DC/DC-Wandler bis über 5 MHz. Zu den weiteren Verbesserungen gehören eine größere Auswahl an Induktivitäten und verbesserte Effektivnennströme. Die Baureihe XGL4020 ist in zwölf Induktivitätswerten von 0,33 bis 8,2 µH mit Nennstromstärken bis 15,2 A und langsam abfallender Induktivität bei Sättigung erhältlich. Sie bietet den zurzeit niedrigsten DC-Widerstand auf dem Markt – bis zu 45 % niedriger als die nächst niedrigeren Coilcraft-Produkte mit Soft- Saturation-Verhalten. Dank der niedrigeren DC-Widerstände und höheren Effektivnennströme kann die XGL4020-Serie bei wesentlich niedrigeren Temperaturen betrieben werden als andere Bauelemente. Die Drosseln aus der XGL4020 Series erfüllen bei einer Bauteil-Höchsttemperatur von 165 °C und hoher Beständigkeit gegenüber thermischer Alterung die Anforderungen gemäß AEC-Q200 Grade 1 (-40 bis +125 °C Umgebungstemperatur) und sind somit eine gute Wahl für Anwendungen in automobilen und anderen rauen Umgebungen. Sie sind halogenfrei und überzeugen durch RoHS-konforme Kupferanschlüsse mit Zinn-Silber-Beschichtung. Darüber hinaus wird der Brummton durch den verbundartigen Aufbau auf ein Minimum reduziert. Wie bei allen Bauelementen von Coilcraft können auch für die Baureihe XGL4020 kostenlose Testmuster auf www.coilcraft. com bestellt werden. ■ Coilcraft www.coilcraft.com www.coilcraft-europe.com 16 hf-praxis 11/2019

Bauelemente 2D-Radar-Modul mit integrierter digitaler Signalverarbeitung für Distanz und Winkelauswertung für einfache Gestenerkennung reicht. Die interne FSK-Frequenzmodulation ermöglicht die Distanzmessung von bewegten Objekten. Das K-LD7 eignet sich auch sehr gut für das Zählen von Personen oder Fahrzeugen. Endrich nimmt die neuen 24-GHz-Radar-Sensoren K-LD7 von der RFbeam Microwave GmbH in sein Produktsortiment auf. Voraussichtlich werden die Sensoren ab Juli 2019 verfügbar sein. Diese digitale Variante verfügt über eine interne FFT Signalverarbeitung. Die digitalen Daten werden über ein UART-Interface ausgegeben oder der Anwender kann das Modul über das Interface auf seine Anwendung parametrieren und die ausgegebene Zielliste weiterverarbeiten. Dank umfangreicher Filterfunktionen und anderer Parameter kann man das Modul schnell auf verschiedene Anwendungen anpassen, wozu durch die einfache Handhabung keine speziellen Kenntnisse in analoger oder digitaler Schaltungstechnik nötig sind. Die Radar-Sensoren verfügen über zwei Empfangskanäle, womit gemessen wird, unter welchem Winkel ein Objekt detektiert wurde. Die interne Signalverarbeitung führt eine 2D-Erfassung von bewegten Objekten im Detektionsbereich durch. Der Detektionsbereich des Moduls beträgt 80 x 34 Grad, wobei die Winkelmessung über die 80° erfolgt, was bereits Die Sendefrequenz wird intern geregelt und kann für einen weltweiten Einsatz individuell festgelegt werden. Obwohl das Modul mit den Abmessungen 38 x 25 x 13,5 mm sehr kompakt ist, sind für eine Richtungsmessung in beiden Empfangskanälen die I/Q-Kanäle auf die Modulstecker geführt. Das mitgelieferte grafische User Interface (GUI) erlaubt eine komfortable Parametrierung und direkte Zuordnung der vier Ausgänge auf die durch Distanz und Winkel definierten Sektoren. ■ Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH endrich@endrich.com www.endrich.com 1700-V-Leistungsschalter-Module mit optimiertem Gehäuse Gängige Leistungsschalter-Modul-Bauformen sind problematisch, wenn mehrere Module verschaltet werden sollen: Eingangs- und Ausgangskreise kreuzen sich, es besteht die Gefahr von Übersprechen und unterschiedlich langen Zuleitungen mit somit unterschiedlicher Anschlussimpedanz. Das neue bei HY-Line Power Components verfügbare LV100 löst diese Probleme. Geringe Induktivitäten sind für schnelle IGBT- und erst recht Wideband-FET- Schalter wichtig, um die Schalter nicht auszubremsen und keine gefährlichen Überspannungen zu generieren, die zu unerwarteten Störungen und Ausfällen führen. Auch die Trennung von Steuerund Leistungsseite ist wichtig, um Übersprechen zu vermeiden. Das Layout des LV100 ist mit kurzen Wegen und symmetrisch angelegt, sodass auch das Verschalten mehrerer Module ohne Probleme möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist die Robustheit gegen Materialermüdung durch thermische Zyklen dank SLC-Technologie – die Ausdehnungskoeffizienten aller Materialien, auch des Vergussmaterials, sind an jene von Kupfer angepasst. Aktuell werden bereits IGBT-Module der 7. Generation von Mitsubishi Electric Semiconductor mit Spannungen bis 1700 V und Strömen bis 1200 A verbaut, in Planung sind bis zu 1400 A und 3300 V. Mit einer leichten Gehäusemodifikation, dann als HV100, sind Bausteine für bis zu 6500 V Schaltspannung und 10 kV Isolation bereits in der Entwicklung. Der Betrieb des LV100 ist mit den aktuellen siliziumbasierenden Halbleitern bis zu 150 °C möglich. Bei Schaltfrequenzen im oberen kHz-Bereich zeigt das LV100 deutliche Vorteile. Mit SiC-MOSFETs sind noch höhere Schaltfrequenzen und Temperaturen erreichbar. Das neue Gehäuse misst nur 100 x 140 x 40 mm und empfiehlt sich besonders für Anwendungen im industriellen Bereich und der erneuerbaren Energien. ■ HY-Line Power Components Vertriebs GmbH power@hy-line.de www.hy-line.de/power hf-praxis 11/2019 17

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