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09 2020 Elektronik 29 Sicherheit im Auto bedeutet nicht nur ob der Fahrer angeschnallt ist Auch die vielseitige und weiter wachsende automobile Elektronik muss gut geschützt sein Neuartige High-Side-Schalter schützen vor Überströmen und gewährleisten hohe Systemzuverlässigkeit Von Youngku An Die fortschreitende Elektrifizierung sowie technologische Innovationen im Automobilbereich wie Elektrofahrzeuge und autonomes Fahren erfordern ein Konzept der funktionalen Sicherheit das im Notfall das Risiko und die Schwere von Unfällen verringern kann Die funktionale Sicherheit umfasst Sicherheitsmaßnahmen die das Risiko durch zusätzliche Funktionen wie Überwachung und Schutzvorrichtungen minimieren Für Automobilanwendungen bedeutet das das Risiko auf ein vertretbares Maß zu senken damit bei einer Fehlfunktion aufgrund des Ausfalls eines elektronischen Systems niemand verletzt wird Um die funktionale Sicherheit in Fahrzeugsystemen zu gewährleisten werden Kfz-Steuergeräte mithilfe von Sicherungen vor Überströmen bei Systemausfall geschützt Mögliche Probleme bei der Instandhaltung nach dem Schmelzen einer Sicherung und alterungsbedingte Beeinträchtigungen erfordern jedoch den verstärkten Einsatz von Halbleiterbauelementen wie Intelligent Power Devices IPDs IPDs können als Halbleitersicherungen elektronische Schaltkreise vor Ausfall also vor Überstrom bei Anomalien schützen Im Gegensatz zu herkömmlichen Sicherungen müssen IPDs nach einem Fall von Überstrom nicht ausgetauscht oder ersetzt werden Sie ermöglichen damit den Aufbau von wartungsfreien Systemen insbesondere für Steuergeräte in Motorund Getriebesteuerungen von Fahrzeugen Schutz vor Überstrom Als Referenz für solche IPDs wird im Folgenden die BV2Hx045EFU-C-Serie von ROHM verwendet Die Serie bietet zweikanalige High-Side-IPDs die Systeme mit einer Spannungsfestigkeit von 41 Vvor Überstrom schützen Der Hersteller gilt als sehr erfahren etwa durch die Integration fortschrittlicher Technologien einschließlich spezieller IPD-Prozesse Schutzschaltungen Gehäuse für Automobilanwendungen und auch verbesserte Die-Bond-Materialien Im wettbewerbsintensiven Automobilumfeld ist es wichtig einen Schritt voraus zu sein Eine integrierte Überstromschutzfunktion ist die wichtigste Funktion von IPDs sie bietet einen eigenständigen Schutz gegen erhöhte Einschaltund Dauerströme und ermöglicht den Aufbau sehr zuverlässiger Systeme Standardmäßige High-Side-IPDs schützen nur gegen den Einschaltstromstoß beim Start Für den Überstromschutz bei Dauerströmen werden MCUs und Überstromerkennungs-ICs benötigt Sobald beim Dauerstrom eine Überstromlast erkannt wird steuert die MCU über ein Freigabesignal den IPD-Ausgang On Off Je nach Bild vs148 | Shutterstock Intelligente Leistungshalbleiter für funktionale Sicherheit Überstrom sicher begegnen Leistungselektronik