logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Sähköajoneuvojen ja teollisuuden tehojärjestelmien uusimmat kehitystrendit vaativat entistä korkeampia jännite- ja hyötysuhdelukemia, mutta lisäksi tarvitaan parempaa turvallisuutta. Eristetyt hilaohjaimet ovat tässä avainasemassa. Samalla hilaohjaimella on mahdollista ajaa sekä piikarbidi- että piipohjaisia MOSFET-tehokytkimiä.

Tehokytkimille tarkoitettujen hilaohjainten harvojen eristysvaihtoehtojen joukossa sydämettömän muuntajatekniikan viimeisimmät innovaatiot avaavat tietä pienikokoisille ja tehokkaille ohjaimille, jotka soveltuvat suurijännitteisiin järjestelmiin. Tavanomaiset eristetyt hilaohjaustekniikat, kuten erillismuuntajat, optoeristimeen perustuvat ja kapasitiiviset ratkaisut, ovat käyttökelpoisia joissakin sovelluksissa, mutta niiden käyttö tuo haasteita teollisuuden ja sähköautojen uusimmille tehojärjestelmille.

Esimerkiksi erilliset muuntajat ovat kustannustehokkaita, mutta ne mahdollistavat vain yksisuuntaisen tiedonsiirron mikro-ohjaimelta tehoyksikölle eivätkä anna mahdollisuutta siirtää mikro-ohjaimelle takaisin informaatiota esimerkiksi lämpötilasta, ylivirrasta tai oikosulusta. Optoeristimien tapauksessa menettely taas kärsii käytettävän ledin kirkkauden hiipumisesta korkean lämpötilan tai ikääntymisen vuoksi, jolloin tarvitaan ajan mittaan suurempi tulovirta heikentymisen kompensoimiseksi. Kapasitiivisesti toimivat hilaohjaimet puolestaan vaativat tulopuolelle sinimuotoisen signaalin lähdön kytkemiseksi johtavaan tilaan, mikä saattaa aiheuttaa häiriöitä langattomaan viestintään, kuten WiFi-yhteyksiin.

SYDÄMETÖN MUUNTAJAERISTYS

Sydämettömän muuntajan avulla toteutettuun eristykseen perustuvat hilaohjaimet sen sijaan eivät tuo mukanaan ainuttakaan niistä haasteista, joita muut eristetyt hilaohjaustekniikat joutuvat kohtaamaan. Lisäksi innovatiivisella suunnittelulla ne voivat tarjota lukuisia parannuksia järjestelmän ominaisuuksiin.

Markkinoilla on tarjolla erilaisia sydämettömään muuntajaan perustuvia toteutuksia, mutta ROHM:n kehittämä tekniikka perustuu kolmeen sisäiseen kerroslaattaan, joista matalajännitteinen osa tarjoaa piiyhteyden mikro-ohjaimeen tai DSP-piiriin ja suurijännitteinen osa ohjaa IGBT- tai MOSFET-transistoria. Muuntajan kuparikäämit on erotettu toisistaan piidioksidilaatalla, joka on erittäin vankka eriste. Sen sulamispiste on hyvin korkea ja muutkin ominaisuudet kuten kvartsilla. Matalajännitteinen osa toimii 3,3 ja 5 voltin signaaleilla ja on siten yhteensopiva lukuisten 3,3 tai 5 voltin jännitteellä toimivien mikro-ohjainten ja DSP-piirien kanssa.

Toisin kuin optoeristimeen perustuvat hilaohjaimet, sydämetöntä muuntajaa hyödyntävät ohjaimet tarjoavat suhteellisen tasaiset päälle- ja poiskytkentäajat eri lämpötiloissa. Sen sijaan optoeristinpohjaisilla hilaohjaimilla on taipumus muuttaa käyttäytymistään merkittävästi lämpötilan vaihdellessa niin, että päälle- ja poiskytkeytymisen ajat eroavat paljon enemmän. Tämä johtaa alenevaan hyötysuhteeseen pidempien kuolleiden jaksojen vuoksi.

YKSIKANAVAISET ERISTETYT HILAOHJAIMET

Puolisiltamuodossa toimivan tehoyksikön ohjaamiseen tarvitaan kaksi kanavaa, yksi alapuolista ja toinen yläpuolista lohkoa varten. Kehittäjät ovat usein hämmentyneitä joutuessaan valitsemaan joko kompaktin kaksikanavaisen hilaohjainratkaisun tai kaksi yksikanavaista ohjainta piirilevysijoittelun helpottamiseksi.

ROHM tarjoaa laajan valikoiman molempiin vaihtoehtoihin. Yleensä yhtiö suosittelee yksikanavaisia ohjaimia eri syistä. Koska kahden yksikanavaisen ohjaimen välistä etäisyyttä voidaan lisätä sijoittelun mukaisesti, kanavien välisen ylikuulumisen mahdollisuudet vähenevät. Tämä voi merkittävästi vähentää ulkoisten suodinelementtien tarvetta vahvan EMI-suojauksen toteuttamisessa. Lisäksi kahden itsenäisen kanavan käyttö tarjoaa enemmän joustavuutta suunnitteluun, mikä myös helpottaa osien sijoittelua vankan rakenteen luomiseksi.

XOR-FUNKTIO ERISTÄÄ RISTIINJOHTAMISEN

Puolisiltamuotoisen hilaohjaimen XOR-tulojen ristikytkentä estää sekä alemman että ylemmän osan kytkeytymisen päälle samanaikaisesti. Tämä on sydämettömään muuntajaan perustuvien hilaohjaimien etu optoeristinversioihin nähden, sillä niillä se ei ole mahdollista. Ilman tätä ominaisuutta ohjain saattaa joutua tuhoisaan tilaan, jossa sekä ylä- että alapuolinen lohko ovat yhtaikaa päällä. Tämä saattaa laitevaurion lisäksi johtaa jopa pienmuotoiseen räjähdykseen.

INTEGROITU TASOLUKITUS ESTÄÄ ITSEKÄYNNISTYKSEN

Tyypillisissä puolisiltalaitteissa esiintyy hyvin äkillinen dv/dt-nousu, vain kymmenissä nanosekunneissa nollasta 800 volttiin, kun alapuolinen osa kytketään pois päältä ja yläpuolinen osa on kytketty alemman puolen nielujännitteeseen. Tämä on ongelmallista, koska alemman puolen sisäinen hila-nielu-kapasitanssi (Miller-kapasitanssi) saattaa varautua ja synnyttää jännitetöyssyn, joka yltää 2 – 2,5 volttiin lähestyen alemman puolen hilan kynnysjännitettä.

Jännitehyppyä poiskytketyn puolen hilalla saattaa johtaa niin sanottuun läpisyttymiseen (shoot through), jolloin puolisillan alapuolinen ja yläpuolinen osa kytkeytyvät kumpikin päälle samanaikaisesti. Mitä suurempi on teholaitteen kytkentänopeus, sitä suurempi on Miller-virran amplitudi ja sitä suurempi on myös mahdollisuus laitteen itsekäynnistykseen.

Hilalle syötettävän negatiivisen katkaisujännitteen käyttäminen on yksi tapa estää tämä tapahtuma, samoin Miller-tasolukituksen käyttö. Koska negatiivisen syöttölähteen käyttöön liittyy lisäkustannuksia ja suunnittelun monimutkaisuutta, edullinen menetelmä monissa sovelluksissa on Miller-tasolukituksen hyödyntäminen. Miller-tasolukko on transistori, joka tarjoaa alhaisen resistanssin polun MOSFETin hilalta estäen näin korkean jännitteen syntymisen hilan ja nielun välille sillan alemmassa puoliskossa.

Joissakin hilaohjaimissa Miller-tasolukitus on valmiiksi integroituna ja joissakin on tarjolla ohjausportti, jonka kautta voidaan ohjata tasolukituspiirin ulkopuolista MOSFETia. ROHM-yhtiön hilaohjain BM61S41RFV-C sisältää integroidun Miller-lukituspiirin.

SIC-KYTKIN VAATII PAREMMAN ALIJÄNNITESUOJAN

Alijännitesulku eli UVLO (undervoltage lockout) on yksi hilaohjainten perustason suojaustoiminnoista. Se valvoo syöttöjännitettä ja varmistaa, että vika tunnistetaan ja laitteen toiminta estetään välittömästi, kun jännitetaso laskee tietyn rajan alapuolelle. Tämä turvaa sen, että käytettävä tehopuolijohde ei tuhoudu ylikuumenemisen vuoksi.

Koska useimpia IGBT-pohjaisia laitteita käytetään 15 voltin käyttöjännitteellä, viime vuosina on esitelty paljon hilaohjaimia, joiden UVLO-rajat ovat noin 10-12 volttia. Useimmille piipohjaisille MOSFET-laitteille riittäisi UVLO-rajaksi 8-10 volttia.

Koska suurinta osaa piikarbidiin perustuvista SiC MOSFET -kytkimistä tulisi kuitenkin käyttää suuremmilla hilajännitteillä parhaan hyötysuhteen varmistamiseksi, 10-13 voltin UVLO-taso ei tarjoa niille riittävää suojaa. Rohm onkin kehittänyt sarjan hilaohjaimia, joilla on korkeammat UVLO-raja-arvot erityisesti tähän käyttöön.

Hilaohjaimien BM61S41RFV-C ja BM61S40RFV-C tarjoama UVLO-raja on 14,5 volttia ja ne ovat myös yhteensopivia 8,5 voltin UVLO-rajan tarjoavan BM61M41RFV-C: n kanssa. Tämä nastayhteensopivuus antaa tehoasteiden suunnittelijoille mahdollisuuden suunnitella joustavasti samalle hilaohjaimelle sekä pii- että piikarbidipohjaisia MOSFET-ratkaisuja.

Piikarbidin ja IGBT:n asettamat UVLO-vaatimukset.

YLIJÄNNITESUOJA KOVIIN TURVAVAATIMUKSIIN

Suurin osa hilaohjaimista suojaa ohjattavat tehopuolijohteet alijännitteen tunnistuksella, mutta jättää huomiotta sen tosiasian, että syöttöjännite voi olla myös liian korkea. Noussut syöttöjännite on yhtä vaarallinen, koska se voi johtaa hallitsemattomiin oikosulkuihin tai lyhentää tehopuolijohteiden elinikää.

ROHM tarjoaa tähän hilaohjaimen BM61S40RFV-C, joka soveltuu ratkaisuihin, joissa tarvitaan poikkeavia turvaominaisuuksia. Tämän ohjaimen ylijännitevalvonnan rajataso on 21,5 volttia, joten se mahdollistaa turvallisemman suunnittelun.

LUKUISIA ETUJA

ROHM-yhtiön uusimmat sydämettömään muuntajaan perustuvat hilaohjaimet tarjoavat lukuisia ominaisuuksia ja suorituskykyetuja sähköajoneuvojen ja teollisuuden tehojärjestelmien sovelluksiin.

Korkean eristystason lisäksi ROHM:n nastayhteensopiva hilaohjainsarja BM61x4xRFV varmistaa lukuisten eri kohteiden turvallisuuden, järjestelmätason hyötysuhteen sekä tarjoaa joustavuutta ulkoisten latauslaitteiden, teollisuustason teholähteiden ja ajoneuvojen suunnitteluun: piirilevytason laturit, DC-DC-muuntimet, sähkökompressorit, lämmittimet jne.

Ajoneuvojen voimansiirron sovellukset saattavat vaatia lisätoiminnoin varustettuja vieläkin monimutkaisempia hilaohjaimia. Näitä ovat esimerkiksi ROHM:n ohjainpiirit BM60060FV-C ja BM6112FV-C.

 

ROHM Semiconductrosin Vikneswaran Thayumanasamyn ja Kevin Lenzin artikkeli on ilmestynyt uudessa ETNdigi-lehdessä. Sitä pääset lukemaan täällä.

MORE NEWS

Kiinalaistutkijat kehittivät piilolinssin, jolla näkee pimeässä

Kiinalaiset tutkijat ovat onnistuneet kehittämään maailman ensimmäisen piilolinssin, jonka avulla ihminen voi nähdä pimeässä – ainakin tietyissä olosuhteissa. Innovaatio perustuu infrapunavaloon ja sen muuntamiseen näkyväksi valoksi silmälle.

ST:ltä kova saavutus: kaksi kiihtyvyysanturia samaan koteloon

STMicroelectronics on tehnyt merkittävän teknologisen läpimurron julkaisemalla uuden sukupolven älyanturin, joka yhdistää kaksi erillistä kiihtyvyysanturia samaan poikkeuksellisen pieneen (3 x 2,5 mm) koteloon. Tämä on ensimmäinen kerta, kun samassa moduulissa yhdistyy laajalle G-voima-alueelle skaalautuva mittauskyky, sulautettu tekoäly ja erittäin tarkka liikkeentunnistus.

Näin QR-huijaus toimii

QR-koodit ovat tulleet osaksi arkea: niitä käytetään ravintolamenuihin tutustumiseen, maksamiseen ja nopeaan kirjautumiseen eri palveluihin. Mutta juuri tämä tuttuus tekee niistä vaarallisia. Rikolliset ovat alkaneet hyödyntää QR-koodeja huijauksiin, joissa ihmiset johdatellaan huomaamatta väärennetyille sivustoille. Näillä sivuilla uhrilta kalastellaan henkilökohtaisia tietoja – kuten pankkitunnuksia – tai pyritään asentamaan haittaohjelmia hänen laitteelleen.

Halvoissa Android-televisiobokseissa vakavia tietoturvariskejä

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom kehottaa kuluttajia olemaan tarkkana Android TV -medialaitteiden hankinnassa. Markkinoilla liikkuu erityisesti tuntemattomien valmistajien edullisia laitteita, joissa on havaittu vakavia tietoturvaongelmia – osa laitteista on jopa sisältänyt haittaohjelmia suoraan pakkauksesta.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Xiaomi yllättää tehokkaalla kännykkäprosessorillaan

Xiaomi on julkistanut uuden huipputehokkaan älypuhelinprosessorinsa, XRING O1:n, joka merkitsee yhtiön suurta askelta kohti siruomavaraisuutta ja teknologista johtajuutta. Uutuus esiteltiin yhtiön "A New Beginning" -lanseeraustapahtumassa Pekingissä, jossa esillä olivat myös Xiaomi 15S Pro -älypuhelin, Pad 7 Ultra -tabletti sekä useita AIoT-laitteita.

Nyt se tapahtui: BYD ohitti Teslan

BYD on ohittanut Teslan Euroopan myydyimpänä täyssähköautojen valmistajana ensimmäistä kertaa historiassa, kertoo tuore JATO Dynamicsin raportti. Huhtikuussa 2025 Euroopassa rekisteröitiin 7231 täyssähköistä BYD-mallia, kun Tesloja myytiin 7165 kappaletta.

Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa

Elektroniikan komponenttien jakelija Rutronik on lisännyt tuotevalikoimaansa Nordic Semiconductorin uuden nPM2100-virranhallintapiirin, joka on suunniteltu erityisesti ensisijaisilla paristoilla toimivien laitteiden energiatehokkaaseen virranhallintaan.

Autoon tulee tekoäly ja suoja kvanttihyökkäyksiä vastaan

Autojen ohjelmistoistuminen ja jatkuva verkkoyhteys tekevät niistä alttiita yhä kehittyneemmille kyberuhille. NXP:n uusi OrangeBox 2.0 -kehitysalusta vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä tekoälypohjaisen kyberturvan, kvanttikestävän salauksen ja ohjelmisto-ohjatun verkkoinfrastruktuurin yhteen järjestelmään.

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Kaikista Intelin prosessoreista löytyi täysin uusi haavoittuvuus

Tietoturvatutkijat Sveitsin ETH Zürichin yliopistosta ovat löytäneet uuden, vakavan haavoittuvuuden Intelin prosessoreista. Kyseessä on täysin uusi haavoittuvuusluokka, jota kutsutaan nimellä Branch Privilege Injection. Se perustuu tapaan, jolla prosessorit ennakoivat tulevia laskentatehtäviä suorituskyvyn parantamiseksi.

Suomesta halutaan kvanttiturvallinen

Suomi ottaa merkittävän askeleen kohti kvanttiturvallista digitaalista tulevaisuutta. Uusi laaja tutkimushanke, Beyond the Limits of Post-Quantum Cryptography (BLimPQC), pyrkii varmistamaan, että suomalainen yhteiskunta ja teollisuus kykenevät puolustautumaan kvanttitietokoneiden aiheuttamia tietoturvauhkia vastaan.

Suosittu kehittäjäkortti sai neljä ydintä ja grafiikkaprosessorin

BeagleBoard.orgin tunnettu PocketBeagle-kehittäjäkortti on saanut merkittävän päivityksen uudessa PocketBeagle 2 -versiossa. Uudistuksessa laitteeseen on lisätty neliytiminen suoritin ja ensimmäistä kertaa myös grafiikkaprosessori, mikä avaa entistä laajempia mahdollisuuksia sulautettujen järjestelmien kehittämiseen.

Tehoa ja tarkkuutta teolliseen skannaukseen

Saksalainen piirivalmistaja iC-Haus tuo markkinoille uuden iC-LFMB-lineaarikuvakennon, joka vastaa teollisuuden kasvaviin vaatimuksiin tarkkuuden, suorituskyvyn ja helpon integroitavuuden osalta. Uutuustuote esitellään Laser World of Photonics 2025 -messuilla Münchenissä.

Lidarin moottori yhdelle sirulle

Analogiatekniikan edelläkävijä Silanna Semiconductor on lanseerannut uuden FirePower-sarjan laserajuripiirit, jotka yhdistävät ensi kertaa korkean jännitteen latauksen ja laserin laukaisun yhdelle sirulle. Uutuus mahdollistaa merkittävän tilansäästön ja tehohäviöiden pienentämisen esimerkiksi autojen ADAS-järjestelmien lidareissa.

Virve 2 saa suojatut ryhmävideopuhelut

Erillisverkkojen operoima viranomaisverkko Virve 2 saa merkittävän lisäpalvelun, kun Modirumin kehittämä NSC3 Group Video Service otetaan käyttöön. Kyseessä on reaaliaikainen, tietoturvallinen ryhmävideopalvelu, joka on suunniteltu erityisesti viranomaisten ja muiden turvallisuustoimijoiden tarpeisiin.

Kenttälaitteita helposti teollisuusverkkoon

STMicroelectronics on julkaissut uuden modulaarisen IO-Link-kehityspaketin, jonka tavoitteena on tehdä älykkäiden kenttälaitteiden liittäminen teollisuusverkkoon helpommaksi kuin koskaan. Uusi P-NUCLEO-IOD5A1-paketti tarjoaa kaiken tarvittavan IO-Link-yhteensopivan sensorin tai toimilaitteen (aktuaattorin) kehittämiseen – sekä laitteiston että ohjelmiston.

Silmää seuraavat lasit teollisuuteen

Tukholmalainen teknologiayritys Tobii on lanseerannut uuden Glasses X -silmänseurantatuotteen, joka on suunnattu erityisesti teollisuuden ja muiden vaativien alojen tarpeisiin. Uutuuslaseilla voidaan seurata käyttäjän katsetta reaaliajassa, mikä tarjoaa yrityksille arvokasta tietoa esimerkiksi koulutuksen, laadunvalvonnan ja turvallisuuden kehittämiseen.

Kovien olojen läppäri laitetaan kovaan testiin

Panasonicin kenttäkäyttöön suunniteltu Toughbook G2 altistetaan äärimmäiselle rasitukselle, kun seikkailujuoksija Jukka Viljanen juoksee halki Islannin suurimman jäätikön, Vatnajökullin, ilman tukitiimiä. Hänellä on ainoana henkilökohtaisena varusteenaan mukana kyseinen kannettava tietokone.

Kvanttitason salaus laitetasolla

Tietoturvassa valmistaudutaan kvanttikauteen. Microchip Technology on julkaissut uuden MEC175xB-sarjan sulautetut ohjaimet, jotka sisältävät laitetasolla toteutettua kvanttiturvallista salausta. Uutuustuote vastaa nopeasti kehittyvän kyberturvallisuusympäristön tarpeisiin, kun kvanttitietokoneiden mahdollinen uhka nykyisille salausmenetelmille kasvaa.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article