Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingenjörers Riksförening, www.ser.se
Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbild:
Kiselkarbidreaktorn Xforge PVT i Linköping växer kiselkarbidkristaller. foto: TekSiC
8
Finska hem ska hyra batteri En ensam finne blir europeisk föregångare inom batterier-som-tjänst – kunden slipper köpa hemmabatteri och betalar månadsavgift istället.
20
EXPERT: Mät lasttransienterna – förbättra loopstabiliteten Responsen hos lasttransienter används för att validera stabiliteten hos switchade omvandlare. Arbetet kan förbättras genom att visualisera den positiva arbetscykeln för pulsbreddsmodulerade signaler (PWM) över tid, skriver Marcus Sonst på Rohde & Schwarz.
22
EXPERT: Många möjligheter med diskreta MOSFET:ar i SiC
Moduler är enkla att använda, men diskreta komponenter finns i fler varianter, vilket ger större frihet i designen. Om det inte räcker med en går det dessutom att parallellkoppla två stycken, skriver David Kudelasek på ST Microelectronics.
24
EXPERT: Första integrerade e-säkringen för 48 V
Den nya e-säkringen kräver inga externa avkänningsresistorer och strömavkänningsförstärkare för strömövervakning vilket minskar storleken med upp till 50 procent, skriver Kshitiz Khatri på Texas Instruments.
26
EXPERT: 4-switchad buck-boost som step-down- eller step-up En strömstark och fullt integrerad buck-boost-modul med fyra transistorer (4-switchad) och hög verkningsgrad kan stödja breda spänningsområden på in- och utgångarna, skriver Ling Jiang, Wesley Ballar, Anjan Panigrahy och Henry Zhang på Analog Devices.
Det har länge saknats en samlingsplats för svensk halvledarteknik men från årsskiftet finns det två stycken, SCCC och Semicon Sweden. De är dock inte konkurrenter, fokus och innehåll kommer till största delen att vara olika. Några personer är dessutom engagerade i bägge.
SCCC ÄR KOPPLAT till EU:s stora halvledarsatsning Chips Act och initierat av Lunds universitet, Chalmers Industriteknik och KTH. Uppdraget är att sprida kunskap om halvledarteknik, exempelvis att det kan vara vettigt att designa en asic istället för att använda en standardkrets, men också att bistå alla som vill tillverka komponenter i EU:s pilotlinor eller i svenska Myfabs renrum.
För alla som undrar uttalas namnet S-triple-C.
SEMICON SWEDEN startades på initiativ av branschföreningen Svensk Elektronik för att samla och synliggöra branschen men också påverka myndigheter och andra beslutsfattare. Grundfinansieringen kommer från Tillväxtverket.
I och med att både SCCC och Semicon Sweden befinner sig i en uppstartsfas återstår det att se exakt hur samarbetet ska ske rent praktiskt, men SCCC deltog exempelvis i det scenprogram som Semicon Sweden arrangerade på Elektronikmässan i Kista i april. – Syftet med SCCC är att jobba med små och medelstora företag och start-ups. Traditionellt jobbar högskolorna med forskning och utbildning, säger Lars Palm som är tillförordnad föreståndare på SCCC och av de två heltidsanställda. Den andra är Kari Hjelt från Chalmers Industriteknik som är biträdande föreståndare.
BUDGETEN ÄR PÅ KNAPPT sex miljoner euro under fyra år. Lund och Chalmers får 40 procent vardera medan KTH har 20 procent. Hälften av pengarna kommer från Vinnova och den andra hälften från EU:s forskningsprogram Chips JU. – Sverige är ett av få länder i Europa som inte utnyttjade det fulla nationella finansieringsutrymmet om en miljon euro
Din språngbräda till pilotlinorna och halvledarvärlden
Den första januari startade Swedish Chips Competence Centre (SCCC), Sveriges nationella kompetenscenter för halvledarteknik. Uppdraget är att öka kunskaperna hos främst små och medelstora företag, men också att bistå alla som vill få tillgång till EU:s pilotlinor och designverktyg.
och det påverkar vilken service SCCC kan erbjuda.
Formellt är SCCC ett kompetenscenter men det handlar inte om akademisk forskning som i andra Vinnova- eller SSF-stödda kompetenscenter, exempelvis Classic, ACT, och C3NiT.
Dessa befinner sig någonstans mellan 0 och 5 på TRL-skalan medan SCCC ska vara högre upp, 6 till 7. Kanske 8. I praktiken
innebär det att företagens aktiviteter ska ligga närmare en prototyp eller demonstrator.
SCCC har dock inga pengar för att finansiera utvecklingsprojekt som Vinnova fördelat via innovationsprogrammet Smartare elektroniksystems utlysningar.
– Däremot kan vi hjälpa till att söka, vi vet var pengarna finns och hur man söker.
Att fylla i en ansökan är ett tidsödande och bitvis snårigt arbete.
– Vi har en frihet att ta betalt för tjänster men än så länge är tanken att råd och struktur är gratis för användaren. Kommer det ett oväntat och stort behov från stora företag kommer vi antagligen att ta betalt.
Centret ska huvudsakligen hjälpa svenska företag men det
finns inget som hindrar dem att hjälpa även utländska företag om de ber om det för att en speciell kompetens finns här.
I EN SENARE FAS , när pilotlinorna är igång och det finns företag som vill ha hjälp med att få till projekt, eller behöver andra mer omfattande tjänster, är tanken att det ska kosta.
– Vi vet inte heller vad det kommer att kosta använda pilotlinorna. Det är ett av våra syften att samla kunskap om dem.
Ett rimligt antagande är att de flesta kommer att vara alldeles för dyra för många svenska företag som dessutom inte behöver de senaste processnoderna.
– Jag tror att vår målgrupp huvudsakligen är intresserade av 20 nm och uppåt.
Värt att hålla i minnet är att pilotlinorna är tänkta som ett första steg, för att testa en idé eller göra en prototyp, men inte för att tillverka större volymer som används kommersiellt.
– De har inte kapaciteten.
Sen får man se hur det ser ut om
några år när de varit igång en tid, säger Lars Palm.
SCCC kan också hjälpa den som vill komma i kontakt med något av de andra kompetenscentrena i de andra medlemsländerna. Det handlar om att man är ute efter en specifik kunskap eller teknik som inte finns i Sverige.
– Dessutom finns det ett paneuropeiskt konsortium inom Chips JU (aCCCess) som har till uppgift att koppla samman de nationella kompetenscentrana.
SCCC samarbetar särskilt nära med centren i de nordiska länderna och har haft regelbundna möten ända sedan ansökningsprocessen startade.
En direkt konsekvens av att Vinnova inte kunde finansiera
SCCC fullt ut är att verksamheten primärt kommer att handla om fortbildning, det som kallas up-skilling. Det blir inget eller väldigt lite när det kommer till omskolning, re-skilling.
– Re-skilling är något som de stora konsortierna i Tyskland, Frankrike, Nederländerna och Spanien kan göra. Samtidigt kommer vi att kunna använda en del av det som andra konsortier gör. Det finns en öppen och positiv attityd mellan centren, det är ingen konkurrens.
ETT ANNAT AV MÅLEN är att öka synligheten för branschen, särskilt hos småföretag, som skulle kunna ha nytta av att samarbeta med varandra.
– De är ofta inte i en konkurrenssituation så de kan hjälpa och stötta varandra om de bara vet att de finns, säger Lars Palm. Exempelvis kan en strömsnål asic bli ett lyft för produkten, men de flesta företag är för små för att våga ta steget på egen
hand. Det blir enklare om man har någon att hålla i handen.
– Vi kommer att erbjuda en sommarskola där man bygger en Risc V på ett chip på tre dagar för att visa hur förhållandevis enkelt det är att göra med tillgängliga verktyg.
Mer information om detta finns på SCCC:s hemsida.
DEN HÄR TYPEN av kurser finns redan på universiteten så steget är inte särskilt stort och resurserna som behövs står normalt outnyttjade på loven.
– Vi har finansiering och kommer att starta till sommaren.
Om någon av kretsarna också kommer att tillverkas är för tidigt att säga. Det skulle gå att göra via tjänster som Tiny Tape-out.
ÄVEN OM DET INTE SAGTS något officiellt så hoppas Lars Palm på en förlängning av finansieringen till de nationella konsortierna med ytterligare fyra år efter 2028.
PER HENRICSSON per@etn.se
Imec i täten
för EU:s EDAplattform
EU har gett grönt ljus till ett nytt projekt under Chips Act. Det belgiska forskningscentret Imec ska koordinera utvecklingen av en europeisk designplattform för halvledarkretsar.
Målet för EuroCDP är att ge fabrikslösa företag, små och medelstora bolag samt forskningsorganisationer enkel tillgång till avancerade designverktyg, utbildning och finansiering via en molnbaserad plattform.
Designplattformen ingår i EU:s stora satsning på halvledare. Lejonparten av pengarna går till nya fabriker men en mindre del går till de fem pilotlinorna liksom designplattformen. EU ska också ta fram en funktion för att övervaka tillgången på halvledarkomponenter och varna om det riskerar att uppstå brist, som under pandemin.
TANKEN MED designplattformen är att göra det lättare att ta idéer till marknaden, att sänka kostnaderna för chipdesign och att snabba upp utvecklingsprocessen.
Målet är att plattformen ska ta emot sina första användare i början av nästa år. Dessa får då tillgång till europeiska
designresurser med låg tröskel, inklusive vägar till chiptillverkning, kapsling och testning. Plattformen kommer även att erbjuda skräddarsytt stöd för tillgång till kommersiella designverktyg (EDA), IP-bibliotek, tillgång till EU:s pilotlinor samt IP-bibliotek – inklusive open sourcealternativ.
Dessutom ingår ett särskilt stödprogram för uppstartsbolag med inkubatorer, mentorskap och ekonomiskt stöd för att hjälpa unga bolag att förverkliga sina innovationer.
Konsortiet leds av Imec och består av tolv deltagare: Imec (Belgien), CEA (Frankrike), Fraunhofer-Gesellschaft (Tyskland), Leibniz Institute for High Performance Microelectronics (IHP) (Tyskland), Silicon Austria Labs (Österrike), Fondazione Chips-IT (Italien), Spanska nationella forskningsrådet (CSIC) (Spanien), International Iberian Nanotechnology Laboratory (Portugal), Tekniska universitetet i Eindhoven (Nederländerna), Tammerfors universitet (Finland), CVUT (Tjeckien), AGH-universitetet i Kraków (Polen).
Sverige deltar inte. PER HENRICSSON per@etn.se
EU lanserar egen databas över sårbarheter
EU:s cybersäkerhetsmyndighet lanserar sårbarhetsdatabasen EUVD. Initiativet är en reaktion på att den amerikanska finansieringen av CVA hamnat i gungning.
Det berättar IT-tidningen Computer Sweden.
CVA-databasen har varit ett fundamentalt globalt verktyg för försvar mot cybersårbarheter. Företag, verktyg och till och med lagstiftning lutar sig mot CVA.
EU:s revisorer sågar Chips Act
Är det vettigt att sätta mål som inte går att nå, frågar sig Europeiska revisionsrätten i en granskning av EU:s Chips Act. Särskilt som kommissionen bara förfogar över 5 procent av de totalt 86 miljarder som skulle lyfta EU:s andel av avancerad halvledarproduktion till 20 procent.
Även om EU:s halvledarakt från 2022 har satt fart på halvledarområdet i Europa kommer investeringarna sannolikt inte att stärka EU:s ställning i någon större utsträckning, skriver Europeiska revisionsrätten och konstaterar att målet på 20 procent av världsmarknaden för avancerade och hållbara halvledarkretsar senast 2030 tycks vara utom räckhåll.
VIDARE KONSTATERAS att det är medlemsstaterna och den privata sektorn som står för den allra största delen av investeringarna.
De medel som Europeiska kommissionen hanterar är små i jämförelse, bara 5 procent av de totalt 86 miljarder euro som halvledarakten är tänkt att omfatta.
Som jämförelse hade de största globala tillverkarna, där TSMC, Samsung och Intel utgör 60 procent, budgeterat för 405 miljarder euro i investeringar från 2020 till 2023.
Faktorer som tillgång på råvaror, energikostnader och
geopolitiska spänningar innebär ytterligare utmaningar.
EU-KOMMISSIONEN har gjort rimliga framsteg i genomförandet av sin strategi, men revisorerna konstaterar att skillnaden är stor mellan ambition och verklighet.
– EU behöver snarast stämma av hur strategin för mikrochipsektorn har fungerat i praktiken, säger Annemie Turtelboom i ett pressmeddelande. Hon är den ledamot av revisionsrätten som ansvarar för revisionen.
– Utvecklingen går snabbt framåt på detta område där den geopolitiska konkurrensen är stenhård, och vi arbetar inte alls i den takt som krävs om vi ska leva upp till våra ambitioner. Målet på 20 procent var ambitiöst – men för att uppnå det skulle vi behöva fyrdubbla vår produktionskapacitet fram till 2030, och det kommer vi inte ens i närheten av med nuvarande tempo.
Revisorernas uppmaning till kommissionen är därför att snarast ompröva sin långsiktiga strategi för att anpassa den till hur marknaden faktiskt ser ut.
PER HENRICSSON per@etn.se
Rapporten finns här.
Under en panikperiod i april saknade CVA plötsligt finansiering vilket fick EU att snabbt koka ihop en plan B – EUVD –och nu är den alltså sjösatt.
Ansvaret för EUVD (European Vulnerability Database) ligger på EU:s cybersäkerhetsmyndighet ENISA. EUVD uppdateras i realtid och sårbarheterna får dels ett gammal CVE-ID och ett eget EUVD-ID. EUVD är tillgänglig för alla. JAN TÅNGRING jan@etn.se
Datakontakter
Phoenix Contact är din partner för tillförlitliga dataanslutningar Inom IIoT kommunicerar apparaterna i nätverket med varandra. För detta ändamål erbjuder Phoenix Contact en bred portfölj av kontakter för de idag vanligaste datagränssnitten och även framtida teknologier som SPE. Dessutom erbjuder vi er stöd med olika utmärkta design-in tjänster – från CAD-filer till vår varuprovservice.
Beställ ett gratisprov redan nu via phoenixcontact.com/leading-data-connectivity
Jukka Järvinen arbetar hårt för att bli en aktör i vad han tror är en exploderande marknad för batterilager (BESS, battery energy storage systems).
Hans plan för att slå mynt av utvecklingen är att bygga virtuella kraftverk (VPP:er), dessutom matade med batterier från egen tillverkning.
För tre år sedan pratade Elektroniktidningen med honom. Utvecklingen sedan dess har gått i hans riktning – BESS-marknaden växer snabbt och LFP är den batterikemi som ligger i täten, med utmanare som natriumjon fortfarande med en okänd framtid.
Också Jukka Järvinens egna battericellfabriker ligger i framtiden. Så när han nu drar igång sitt första VPP, blir det på kinesiska batterier.
Teravoima heter det VPP han startar i Finland.
TERAVOIMA ÄR NÄTT OCH JÄMNT formaliserat som bolag ännu. Men tiotusentals hushåll ska enligt Jukka Järvinen stå i kö för att få prata kontrakt – liksom ett tusental företag – för att få placera hans batterier hemma hos sig, mot en månadsavgift.
Teravoimas mjukvara kommer att hjälpa kunderna att maximera sina inkomster för elnätstjänster och elhandel.
Som det ser ut idag kommer klienten att betala en fast månadsavgift – mellan 5 och 75 euro –plus 4 cent per kWh.
– Fördelen för kunderna är att de inte behöver oroa sig för någonting. De får stabil el och energi oavsett hur situationen ser ut i elnätet. Vi styr energiflödena från vår produktionssida till användarsidan.
STÖDTJÄNSTMARKNADERNA gick det att skära guld med täljkniv från för ett par år sedan. Men de har blivit tuffare.
– De är en del av kakan. Men vår vision är att bara omkring 20 procent av intäkterna kommer att komma från de öppna stödtjänstmarknaderna runt år 2029. Överkapacitet håller redan
Hans gamla bolag Terafactory står för tekniklösningarna – se vår intervju med honom från 2021.
Jukka Järvinen ska bygga ett distribuerat batterilager på hemmaplan i Finland. Det är ett första steg i hans storslagna plan på att bli en batteriaktör med kapacitet som mäts i terawatt.
Batteri-Jukka laddar för sitt första virtuella kraftverk
på att byggas upp, och vi kommer sannolikt att se en tydlig minskning av ersättningarna för stödtjänster inom ett år.
– Det är högst troligt att fristående BESS-projekt kommer att få ekonomiska problem på grund av denna marknadsutveckling. För att överleva kommer det att vara nödvändigt för alla BESSprojekt att arbeta med samlokalisering.
DÄR HAR VI EN AV orsakerna till att Teravoima väljer att placera sina batterier hemma hos kunder istället för på egen mark. Innan årets slut ska han starta en VPP i
Sverige enligt samma modell. Det har gjorts experiment, men Jukka Järvinen kan nog med denna utrullning etikettera sig som kommersiellt först i Europa med en VPP som placerar operatörens batterier hos kunden. Det kallas BAAS –battery-as-a-service.
Modellen finns i USA och Australien.
– Battery-as-a-Service är på frammarsch och många arbetar nu mot det här sättet att driva verksamhet.
Teravoimas batterier ska inte bara installeras i hushåll, utan även i exempelvis fabriker och
sol- och vindkraftverk. Väntelistan är uppe i 10 GWh baserat på adresserna till de som vill bli kontaktade.
MODULERNA LEVERERAS av kinesiska Winston, med LFP-celler (litiumjärnfosfat) från likaledes kinesiska CATL – världens största batteribolag. Skåpen kommer från olika kinesiska tillverkare. – Alternativt kan vi använda egen lokal produktion. Den första punkten på checklistan för den som vill installera batterier i hushåll är säkerhet. LFP är redan betydligt tåligare än de ternära batterier (celler
med tre metaller, som NCM och NCA) som använts i elbilar. Och Jukka Järvinen jobbar dessutom på att få batterier som går på låg effekt – C/4.
– Risken för termisk rusning blir då i praktiken noll. Eventuella kortslutningar inne i en cell sprider sig inte till andra celler i modulen. Värmeavledning betyder att hela laddningen i cellen kan kylas ner inom två timmar.
Allt detta minskar behovet av brandisolering vilket gör installationen enklare.
Installationen ska göras av underleverantörer. Idag anlitas ett finländskt bolag.
– Vi arbetar fortfarande på onboardingprocessen hos kunden.
Teravoima startar med en blygsam finansiering på tre miljoner euro. Och det mesta av pengarna kommer från Kina –delvis från leverantörerna själva.
– Vi är snarast en förvaltare av andras resurser.
Ett 20-tal personer jobbar heltid på Teravoima idag.
– Vi har nätt och jämnt börjat skriva anställningskontrakt med dem.
Finska tidningar har skrivit om förseningar?
– Det är en del av varje normal utvecklingscykel. Därför har jag
försökt lägga upp en tidplan i form av steg med öppna datum –vilket kan vara svårt att kommunicera. För alla förväntar sig datum, men sådana är i grunden opålitliga.
– Alla steg som ingår i strategin har tagits. Vissa saker tar tid eftersom vi behövt förhandla, och sådana processer styrs alltid av externa parter.
– Jag är inte orolig. Vi har en långsiktig strategi med en tidshorisont bortom 2040.
Jukka Järvinen berättar inte allt. Ett prospekt håller på att färdigställas inför en börsnotering.
– Vi håller delvis locket på så länge. Jag är säker på att vi kommer att få se en överväldigande efterfrågan när vi släppt mer detaljer om vårt prospekt.
Jukka Järvinen tror på en framtida jättemarknad för batterilager. Han tror att efterfrågan på batterier från BESS kommer att bli betydligt större än efterfrågan från BEV.
Hur stor är Europamarknaden för batterilager?
– Den omedelbara efterfrågan ligger utan problem på 30 TWh. Ja, TWh. Inte GWh.
Hans stora plan
Virtuella kraftverk är bara en av pusselbitarna i Jukka Järvinens stora batteriplan.
– Vi kombinerar komplett vertikal integration med BAAS. Det här är förmodligen ett upplägg som ligger bortom räckhåll för många, eftersom det kräver förståelse för allt från råmaterial till tjänsteverksamhet och återvinning.
– Många gör delar av det, men ingen gör hela stacken av tjänster. Jag tror att CATL eller BYD skulle kunna ro något liknande i hamn, men förhoppningsvis är de för låsta vid sina nuvarande affärsmodeller.
Vad är det som gör din affärsmodell relevant just nu?
– Det handlar i slutändan alltid om finansiering och tillgång till kapital. Tidigare trodde ingen att batterier skulle ha någon roll alls – än mindre litiumjonbatterier – i elnätet. Det gällde perioden 2000 till 2015.
– Sedan började cellpriserna sjunka och antalet installerade batterier ökade. Ett visst förtroende började växa bland investerare. Men verksamheten sågs fortfarande som en nisch, i bästa fall.
– Idag vet de flesta investerare
att vätgashajpen har blåst över och att batterier håller på att återta sin plats i elnätet. Det innebär att kapital nu finns att tillgå.
– Nästa hinder som investerarna tittar på är intäktsstacken. Det har varit en av de viktigaste frågorna under de senaste 15 åren. Och det är just här jag har lagt ner mycket energi på att kartlägga alla möjliga användningsområden för BESS.
– Jag har haft förmånen att jobba med batteriförsäljning sedan slutet av 1990-talet. Det innebär att användningsfall för litiumjonceller har landat på mitt bord, och jag har behövt hitta argumenten för varför just den kunden behöver just den cellen eller det batteriet.
– Därför har jag kunnat skräddarsy olika tjänsteprodukter kring BESS för många olika batterianvändare.
– Det finns inget behov av att alla ska köpa sina egna batterier – det skulle bara försämra avkastningen på investeringen. Om kostnaden delas upp mellan många olika och oberoende parter vinner alla på det.
– Sammanfattningsvis: affärsmiljön har mognat och möjliggör utrullning i stor skala.
BAAS finns i USA och Australien
I Texas har operatören Bandera placerat ut 1 000 av sina batterier i hushåll. Och i New Hampshire finns batterier från Liberty Utilities i hundra hushåll.
Detta alltså vid sidan av Teslas omtalade VPP i Kalifornien som tidvis levererat 100 megawatt till elnätet. Men de batterierna tillhör hushållen. Liksom hos Sunrun med 375 megawatt i samma delstat.
I Australien har tyska Sonnen placerat ut egna VPP-batterier i hushåll, medan Tesla och delstaten New South Wales bygger VPP:er på hushållsägda batterier.
I Tyskland och UK hittar vi VPP:er på hembatterier. I Sverige finns de organiserade av Greenely, Sonnen, Svea Solar, Tibber och Ferroamp. VPP:er jobbar ofta parallellt med lagring och flex – alltså förbrukning som flyttas i tiden. I samma VPP kan det finnas både solceller, elbilsladdare, värmepumpar, kylning och även industriella processer.
FAKTA
JAN TÅNGRING jan@etn.se Jukka Järvinen hoppas jättarna inte är intresserade av hans nisch.
Batterierna levereras av kinesiska bolag. Egna cellfabriker ligger i framtiden.
Tyska kraftmässan:
Fler utställare – färre besökare
När PCIM i Nürnberg avslutades för ett par veckor sedan stannade antalet besökare på 16 500 stycken, 1 600 färre än i fjol. Däremot var det fler utställare, 685 mot 637.
PCIM startade i litet format år 2011. Då var golvytan två fotbollsplaner, eller 13 300 kvadratmeter. I år var det hela 41 500 kvadratmeter över sex hallar för att rymma de 685 utställarna, vilket var rekordmånga.
Däremot minskade antalet besökare till 16 500 från 18 100 i fjol. Antalet besökare från andra länder än Tyskland fortsätter dock att öka, i år var de 62 procent.
Konferensen som går parallellt med mässan fortsätter dock att växa. I år lockade den 818 personer från 26 länder som hade 433 presentationer att välja mellan.
Nästa upplaga av PCIM arrangeras 9–11 juni 2026.
Fem kompakta omvandlare
Power Integrations har lanserat fem referenskonstruktioner baserade på kiselkarbidvarianten av InnoSwitch3-AQ. Transistorerna är specificerade för 1700 V och tillämpningen är elbilar med 800 V-batterier.
InnoSwitch3-AQ är Power Integrations familj av kretsar för DCDC-omvandling med hjälp av transformatorer, det som kalllas flyback. Familjen finns med transistorer i kisel, galliumnitrid och kiselkarbid.
Den sistnämnda klarar spänningar upp till 1 700 V och företaget har släppt fem referenskonstruktioner för elbilar med 800 V-batterier.
– Det har alltid funnits en önskan att göra storleken på omvandlarna mindre, framförallt i X- och Y-led. På senare tid har vi sett att det också gäller i Z-led,
eftersom kostnaden blir allt viktigare, säger Andrew Smith på Power Integrations.
Effektområdet är 16 till 120 W och referenskonstruktionerna finns med både lindade och planära transformatorer. Antalet utspänningar är en eller fyra.
EN MINDRE OMVANDLARE frigör inte bara värdefull volym utan innebär också att det går åt mindre material, vilket leder till lägre kostnad.
– OEM:er som använt diskreta lösningar tittar på färdiga lösningar för att kunna öka innovationstakten, det är precis där som våra referenskonstruktioner kommer in.
De baseras på den nya kapseln InSOP-28G som kan matas med upp till 1 000 VDC utan att behöva gjutas in för att klara fordonsklassningen. Istället har avståndet
mellan anslutningarna för drain och source på kapseln ökat till 5,1 mm vilket gör att den klarar krypströmmarna med tillhörande risk för kortslutning (creepage) utan ytterligare åtgärder. – Du kan hämta konstruktionerna från vår hemsida och använda som du vill. Där finns också en dokumentation på 200 sidor, säger Andrew Smith. Det Power Integrations tjänar pengar på är kretsarna. Tillämpningarna kan vara ombordladdare eller laddning av 12 V-batteriet.
– Här ser vi att kunderna vill göra 12 V-batteriet så litet som möjligt för att sänka kostnaden. Helst skulle de vilja eliminera det helt men då kommer säkerhetsaspekterna in, om man ska strömförsörja allt från 800 V-batteriet. PER HENRICSSON per@etn.se
KRÖNIKA
Starpower:
Stora i Kina vill växa i Europa
I kinesiska elbilar, solcellsoch vindkraftsanläggningar liksom i motorstyrningar är chansen stor att det sitter en kraftmodul från Starpower Semiconductor. Bara 10 procent av försäljningen går till Europa, ett förhållande som företaget vill ändra på.
– Det här är andra presskonferensen vi har, den första var när vi startade den europeiska verksamheten för elva år sedan, säger Peter Frey lite skämtsamt på kraftelektronikmässan PCIM i Nürnberg.
Starpower Semiconductor grundades 2005 och noterades på Shanghaibörsen 2020. Huvudkontoret finns i Jiaxing ungefär sex mil sydväst om Shanghai. Företaget är specialiserat på kraftkomponenter, särskilt moduler med IGBT:er och kiselkarbidtransistorer. Effektområdet sträcker sig från 0,5 kW upp till över 1 MW.
TRANSISTORER OCH DIODER är egna designer men tillverkas i foundries inklusive Grace Semiconductor. Enda undantaget är kiselkarbid där företaget har en mindre tillverkning. Modulerna däremot produceras i tre egna fabriker i Kina med renrumsklassning, inklusive en ny fabrik i Shanghai för elfordon.
Starpower startade utvecklingen av kiselkarbidkomponenter så sent som 2023. Fram till dess låg fokus på IGBT:er i kisel. Komponenterna finns för 750 och 1 200 V men säljs inte till externa kunder.
– Det är inte exakt samma sak om man skulle designa diskreta komponenter som att man designar för en modul som man vet hur den ska se ut. Men har man en egen fabrik kan det finnas
anledning att göra diskreta som en biprodukt för att fylla den.
Trots att omsättningen ligger strax under fem miljarder kronor och 2 800 anställda, är företaget tämligen okänt i Europa, bara 10 procent av försäljningen kommer härifrån.
– Vi är femma i världen på IGBT-moduler och störst i Kina på invertrar till fordon. Vi levererade till tre miljoner fordon i fjol. Tre namn på listan är BYD, Xpeng och Dongfeng.
I EUROPA finns utvecklingskontor för både hårdvara och mjukvara i Zürich och Nürnberg. På kundlistan hittar man några kända europeiska varumärken som Scania, Renault, Valeo och ZF men ambitionen är att addera fler.
– Det tar kanske tre år från att något designats in tills det att man börjar se volymer.
Fordonsindustrin är känd för sina extrema krav på underleverantörerna.
– Vi röntgar allt som tillverkas och för fordonskunder undersöker vi med ultraljud. För MOSFET:ar i kiselkarbid har vi också 12 timmars inbränning.
Fordon är den största marknaden för företaget, ungefär 36 procent av försäljningen går dit. Tvåa är industrin med 30 procent och trea är förnybart med 27 procent.
En mindre del går till hemelektronik och andra tillämpningar, men att slå sig in på dessa är tufft, ett alternativ är att ta över en utvecklingsavdelning och sätta in sina egna komponenter i nya konstruktioner.
– Det är ingen hemlighet att vi gjort det med en större tillverkare av hushållsapparater, säger Marcus Lippert som är försäljningschef i Europa.
PER HENRICSSON per@etn.se
Med rötterna i Philips kraftkomponenter
Kinesiska WeEn lyfter gärna fram sitt 50-åriga arv trots att företaget grundades så sent som 2015. Förklaringen stavas Philips och avknoppningen NXP, som i sin tur knoppade av kraftkomponenterna år 2015 tillsammans med kinesiskt kapital.
I motsats till många andra kinesiska bolag har WeEn en stor del av sin försäljning utanför Kina, framförallt i Europa men även USA. Historiskt har kraftkomponenterna – som tyristorer, dioder och IGBT:er – används i hushållsmaskiner, men på senare
år har företaget även satsat på elfordon och förnybar energi. – Jag kan inte nämna några namn men vi finns i princip i alla diskmaskiner från de stora märkena, säger företagets försäljningschef Will Yin när vi träffas på PCIM-mässan.
NXP SÅLDE SIN ANDEL av bolaget redan fyra år efter starten, sedan dess är WeEn till hundra procent ett kinesiskt företag med huvudkontor i Shanghai. Grunden i bolaget är NXP:s bipolära transistorer som tillverkas i en egen fabrik. Även kapsling och tillverkning av moduler görs i egna
fabriker. Det senaste tillskottet är en sextumsfabrik i Shanghai som är under uppstart.
PÅ SENARE ÅR har företaget adderat kiselkarbidkomponenter för ombordladdare och 12 V-laddare till elfordon och invertrar till förnybart. Dessa tillverkas av ett foundry än så länge, även om fabriken i Shanghai kan modifieras för att ta hand om detta om volymerna blir så stora att det blir ekonomiskt vettigt.
Snart i ett vägguttag nära dig
För ett år sedan lättade engelska Pulsiv på förlåten till sin patenterade teknik för att omvandla nätspänningen till 5V med så liten förlust att den går att bygga in i ett vägguttag. Nu är utvecklingsarbetet och testningen i mål, efter sommaren ska produktionen av en USB-C-modell på 65 W vara igång.
– Tänk om du bara skulle behöva ta med dig en kabel när du reser, att du skulle slippa släpa på alla laddare. Det är säkert tio år bort men det är så det kommer att bli.
Det säger Nick Theodoris på brittiska Pulsiv.
Det har blivit allt vanligare med integrerade USB-laddare i vägguttagen på hotell och kontor men de brukar ha begränsad effekt vilket gör laddningen långsam. Det räcker inte heller för att driva en dator eller annan elektronik. Att det är så beror på att de utvecklar för mycket värme när de levererar 65 W. Eller 70 W för Apple-produkter.
– Vi har testat olika modeller och de kan ligga på 80 till 90 grader över rumstemperaturen när de går för fullt. Då blir det över hundra grader i väggen och det vill man inte ha. Lösningen är att sänka den tillgängliga effekten eller göra dem större så
de ser ut som en ”väggvårta”. Vår omvandlare stannar på 32 grader över omgivningstemperaturen efter åtta timmar med full last.
En lägre temperatur är inte bara bra ur brandsynpunkt, det ger också en längre livslängd.
– Det finns något som heter tiogradersregeln: för var tionde grad du kan sänka temperaturen dubblar du den förväntade livslängden.
PULSIVS PATENTERADE TEKNIK är döpt till Osmium och har rötterna i forskning på universitetet i Plymouth. Den ger enligt företaget 97,34 procents verkningsgrad även vid låga belastningar.
Exakt hur den fungerar får vi inte veta men omvandlaren kombinerar en optimerad aktiv PFC (Power Factor Correction) med en QR-flybacktopologi (Quasi-Resonant flyback).
Dessutom använder företaget
galliumnitridtransistorer från kinesiska Innoscience. Induktansen som normalt sitter i serie är utbytt mot en parallellkopplad kondensator som bara lagrar den energi som behövs för att ”fylla dalarna” i likriktarens utgångsspänning.
Det innebär att kondensatorerna bara behöver klara 200 V, inte 400 V, vilket gör dem mindre och billigare. Företaget har också eliminerat strömrusningen (inrush current) vilket innebär att man slipper dessa komponenter. Algoritmerna för att styra omvandlaren ligger i en vanlig styrkrets.
NICK THEODORIS VISAR två modeller av omvandlaren, en klumpliknande för europeiska vägguttag med måtten 36✕36✕40 mm och en plattare och bredare med måtten 55✕37✕25 mm för brittiska vägguttag. De har en grundare väggdosa. Bägge ger 65
WeEn omsätter runt 110 miljoner dollar i fjol vilket gör dem betydligt mindre än exempelvis Infineon, ST och Onsemi. De är även klart mindre än likaledes kinesiska Starpower.
– Runt 30 procent av försäljningen kommer från kunder utanför Kina men räknar man in produkter som tillverkas i Kina för andra marknader är det ändå högre.
PER HENRICSSON per@etn.se
till 70 W kontinuerligt och finns med ett eller två uttag för USB-C. Väljer man modellen med två fördelas effekten över uttagen.
I planerna finns också modeller för USB-C på 240 watt vilket är den maximala effekten enligt standarden. Det räcker för att ladda även hushållsapparater som dammsugare och batteriverktyg.
– Det kan också användas för att driva saker. Tänk dig en skärm utan kraftaggregat, den skulle gå att göra mycket tunnare.
Det går redan nu att lägga beställningar på omvandlarna men leveranserna börjar först i augusti eller september.
– Vi har visserligen köpt på oss vissa nyckelkomponenter med Trump har fått ledtiderna att dra iväg från 7 till 14 veckor för vissa komponenter.
PRISET hos katalogdistributörerna hamnar runt 50 euro för enstaka exemplar men sjunker nedåt 20 euro för större volymer på 25 000 exemplar eller mer. Pulsiv kan enkelt ta fram skräddarsydda varianter om formatet inte passar. Dessutom är det upp till kunderna om de vill teckna en licens och tillverka själva eller köpa färdiga moduler av företaget.
PER HENRICSSON per@etn.se
PVT har en systemarkitektur som gör att f lera maskiner kan stackas nära varandra och tar då bara en fjärdedel av golvytan jämfört med andra maskiner som används för att växa kiselkarbidkristaller. Linköpingsbolaget TekSiC arbetar också med att ta fram en materialprocess för semiisolerad kiselkarbid som kan användas till högfrekvenskomponenter, sensorer och galliumnitridkomponenter.
Växer från såddskiva
TekSiC använder en tillverkningsprocess kallad PVT (Physical Vapor Transport). Det är den industriella metoden för att växa kiselkarbidkristaller. Man utgår från en såddskiva, en wafer av rätt storlek monterad i taket på tillväxtkammaren och av så bra kvalitet som möjligt, varifrån kristallen sedan växer skikt för skikt.
Uppvärmningen sker genom induktion från en stor spole plus att vakuum skapar högt tryck och olika gaser används för att ge önskade egenskaper.
Tillväxthastigheten för denna teknik ligger typiskt mellan 0,1 och 0,4 mm per timme vilket gör att det tar mellan fem och åtta dygn innan kristallen är klar och ugnen nedkyld. Därefter slipas kristallen till rätt form – en stor puck. I nästa steg skivas den upp i tunna skivor som blir wafrar efter det att de slipats och polerats i flera steg.
TekSiCs maskin är modulär och programmerbar för att passa i både forskningsprojekt och för volymproduktion av skivor på åtta, sex men även fyra tum. HT-varianten, där HT står för High Temperature riktar sig till kunder som vill köra värmebehandlingar av exempelvis 3Dprintade högtemperaturobjekt i metall samtidigt som de kontrollerar miljön i processkammaren – det går att välja på vakuum, inerta gaser eller reaktiva gaser. Ett exempel på användningsområde är att minska restspänningarna och deformationer i 3D-utskrivna material som niob, tantal och volfram.
FAKTA
Minimalt fotavtryck med Linköpings kiselkarbidreaktor
grundades så sent som i februari 2021 med målet att utveckla maskiner och därefter en materialprocess. Maskinerna är effektivare på att producera kiselkarbidkristaller, på fackspråk kallade boule. Hittills har bolaget levt på pengar från olika utvecklingsuppdrag och de 25 maskiner som sålts sedan start. – Vi har byggt verksamheten organiskt utan riskkapital och all vinst vi kunnat generera har återinvesterats i verksamheten men nu planerar vi att ta in pengar för att kunna accelerera materialutvecklingen och försäljningsarbetet, säger Joachim Tollstoy, som är vd på TekSiC.
I början av året lanserade företaget två maskiner kallade Xforge PVT och Xforge HT. Den förstnämnda används för att växa kiselkarbidkristaller som sedan skivas upp till wafrar. Den andra används för att värmebehandla bland annat 3D-printade komponenter. Mer om maskinerna i faktarutan. – Vi började utveckla maskinen 2021 och hade den första prototypen klar våren 2022. Den har gått 24/7 och stresstestats på alla sätt vi kan. Den första maskinen till kund levererades i november 2023 men vi valde att låta det gå en tid innan vi gjorde produktlanseringen för att se att det inte var några barnsjukdomar. Nu vet vi att den uppfyller våra och kundernas behov.
dessutom kört för att identifiera hur vi ska göra vår maskin bättre. Dessutom sattes kravspecifikationen för Xforge tillsammans med två av de största tillverkarna av kiselkarbidkristaller, säger Joachim Tollstoy.
TekSiC fick en önskelista på vad de ville se i en ny maskin. – Vi har tagit fasta på det och Xforge möter dessa önskemål med flera unika funktioner som skiljer mot andra tillverkares.
Från framsidan och på en integrerad lyft laddar man tillväxtkammaren i grafit innehållande såddskiva och kiselkarbidpulver och plockar ut de färdiga kristallerna. Från framsidan går det också att komma åt alla de komponenter som kräver underhåll som pumpar, ventiler liksom gaspanelen.
Vid större ingrepp är maskinens anslutningar lätt tillgängliga och med det enkelt att rulla ut maskinen för full access.
– Den är helt och fullt utvecklad för att växa kiselkarbid men fungerar också för aluminiumnitrid och andra nya material.
nenter och sensorer men som också kan utgöra bas för galliumnitridkomponenter som används inom radar, kommunikation och framtida AI-datacenters.
– Globalt finns få maskinleverantörer som har kunnande om hur man växer kiselkarbid och högrent, semiisolerat, vilket är mer komplext att få till än N+ som du dopar med kvävgas. Materialutvecklingen sker i det egna labbet med renrum där det också finns utrustning för att skiva upp kristallen och polera skivorna. I materialutvecklingsarbetet vill företaget kunna iterera körningar så snabbt som möjligt och processa kristallen till skivor för att kunna karakterisera och mäta bland annat elektrisk resistivitet.
– De mest kritiska mätningarna i inledande utvecklingsarbetet gör vi internt men vi har också bra support från Linköpings Universitet för ytterligare karakterisering och mätningar på skivorna. I vårt materialutvecklingsarbete ingår också att säkra tillgång och kvalitet av åtgående förbrukningsmaterial som grafit och kiselkarbidpulver.
– Den återkoppling vi får från Swegan, Polar Light och Chalmers inom projektet är otroligt värdefull för oss i vår fortsatta materialutveckling, säger Joachim Tollstoy.
Företaget arbetar också med försörjningskedjan, framförallt såddskivorna och grafitframställning som i sig måste vara högrent.
– Det handlar både om att göra Europa så oberoende som möjligt men också om att säkerställa kvaliteten av förbrukningsmaterialet.
FÖR SEED-WAFRARNA vill man ha så få defekter som möjligt eftersom de kan fortplanta sig till den kristall man växer. Samma krav gäller för kiselkarbidpulvret som ska vara så rent som möjligt för att inte föroreningar ska hamna i kristallen och skapa defekter.
– När vi är igång med egen produktion kommer vi att kunna tillverka egna seed-wafers.
På en integrerad lyft på framsidan laddas tillväxtkammaren i grafit med såddskiva och kiselkarbidpulver.
TILLÄGGAS KAN att den är CEmärkt och därmed följer EUdirektiven för EMC och maskinsäkerhet.
Värt att veta är att en industriell produktionsanläggning för att tillverka kiselkarbidkristaller kan ha över tusen maskiner. En stor leverantör är tyska PVA TePla. – Vi har såklart tittat på konkurrenters maskiner, vissa har vi
SJÄLVA ANSLUTNINGARNA för el, vatten, vakuum och gaser finns på ovansidan för att underlätta anslutning mot faciltiet. Det bidrar också till att minimera fotavtrycket som är 1,38✕1,2 meter. Höjden inklusive ”trafikljuset” som visar driftläge är 2,9 meter. – Vi får in fyra maskiner på samma yta som andras maskiner kräver. Givetvis tittar vi på hur vi ska vidareutveckla maskinen. Att vi använder Xforge i vår egen materialutveckling ger oss massa värdefull information hur vi kan ytterligare utveckla maskinen. Materialutvecklingen handlar inte om den vanligaste typen av kiselkarbid, den som kallas N-typ 4H/6H och som används för kraftkomponenter till fordon, förnybar energi och liknande tillämpningar, utan om semiisolerad kiselkarbid för rf-kompo-
Vid årsskiftet beviljade Tillväxtverket anslag till ett projekt kring just semiisolerad kiselkarbid där TekSiC deltar. Men företaget hade pågående materialutvecklingsprojekt innan projekt startade.
– Just den här nischmarknaden med semiisolerade substrat, passar väldigt bra för svensk och europeisk resiliens. Här finns det möjlighet att konkurrera med Kina och USA också då applikationerna många gånger är nationskritiska.
Nu kommer Tillväxtverkets projekt ”Halvledare – en svensk värdekedja” inte att resultera i kommersiell produktion; det går ut på att bygga kunskap och demonstrera ett ekosystem hela vägen från att växa materialet till att designa och tillverka komponenter.
Företaget har också lanserat en variant för efterbearbetning av 3D-printade metalldelar.
– Det är ett parallellt ben där vi ser att vår befintliga PVT enkelt kan justeras för att fylla ett behov på en annan marknad. Jag har jobbat med 3D-printning i metall, där det hänt otroligt mycket. Under de senaste åren har flera aktörer börjat kunna 3D-printa högtemperaturmaterial som volfram tantal och niob. Dessa material är särskilt intressanta för kärnkraftstillämpningar, rymd och flyg, medicinska implantat men också för halvledarindustrin. Då smälttemperaturen för dessa material är över 2500 grader och uppemot 3500 grader ser vi att vår utrustning kan tillföra något som idag saknas inom detta segment.
EN METOD för att minska dem är att efterbehandla kompo-
nenterna med värme, tryck och olika gaser.
– Vi har bara skrapat på ytan men redan i de första körningarna kunde vi reducera restspänningen med 70 procent och en signifikant reduktion av deformationer.
Under utveckling finns också en mindre maskin, µXforge tänkt för snabb och kostnadesreducerad utvecklingsverksamhet. Denna maskin kommer dela teknologi och användargränssnitt så att operatörer är bekanta med Xforge som produktfamilj den dagen man vill skala upp.
– Utöver nämnda pågående utvecklingsprojekt utvecklas en teknik där vi ser potential till en väsentlig förbättring av PVT processen avseende materialkvalitet, kostnad och koldioxidavtryck.
PER HENRICSSON per@etn.se
Elva batteribytare på Taxi Stockholm
Under ett drygt år har elva av Taxi Stockholms 900 åkare använt batteribyte som alternativ till snabbladdning. De är nöjda. Vi pratar med Vladimir Radojcic, inköps- och avtalsansvarig.
Det är kinesiska Nio som levererat bilarna till Taxi Stockholm. Bilarna använder Nios batterimackar i Frihamnen och Arlandastad. Automatik plockar fysiskt ut batteriet och pluggar in ett nytt. Bilen rullar själv in när den parkerats utanför av föraren. Processen tar tre till fyra minuter.
Bytet sker huvudsakligen mellan förarpass. Det räcker för en typisk arbetsdag på 25–35 mil.
Batteribyte som alternativ till snabbladdning är stort i Kina, både för personbilar och tyngre fordon. I Europa och resten av fordonsvärlden är intresset obefintligt. Med undantag för några europeiska taxibolag som provkör idén, som Rana i Hamburg och Taxi Oslo.
Och alltså Taxi Stockholm, som gjorde upp om ett bra pris med Nio i fjol varefter elva åkare köpte varsin bil.
– En av dem köpte direkt en till efter några månader. Jag träffade honom på årsstämman igår för lite feedback inför vårt snack, och han är fortfarande supernöjd, berättar Vladimir Radojcic Åkaren i fråga delar fordon med sin bror. När de växlar pass finns inte längre något stillestånd. Det är en viktig poäng som flera användargrupper av batteribyte framhåller.
Vad säger de andra tio åkarna? – De är jättenöjda. Inga klagomål där heller.
Taxi Stockholms flotta började elektrifieras 2022. Då var fyra procent av flottan elektrisk. Idag är det 60 procent. Innan detta årsslut ska det vara 75 procent. Flottans laddbilar har ett problem som inte batteribilarna har – att batteripacket har en kortare garanti än ägarna är vana vid från sina gamla ICE-bilar.
Batteripackens garantier ligger på 16 000 eller 18 000 mil, att jämföra med de garantier på 36 000 eller till och med 45 000 mil som ICE-bilar klassiskt haft på sina drivlinor.
– Även när nybilsgarantin går ut så har ICE en garanti som är förlängd på just drivlinan på motor och växellåda. Där har inte biltillverkarna hängt med i utvecklingen.
Mercedes elbil i flottan är det gyllene undantaget med en batterigaranti på 25 000 mil.
Villkoret innebär att batteriet kan tappa mycket kapacitet innan garantin träder i kraft –20 eller 30 procent.
För Nio-bilarna finns inte dessa problem. Det är Nio som äger batteriet och enkelt kan plocka eventuella dåliga batterier ur cirkulation vid nästa byte. Så åkaren kan alltid garanteras ett bra batteri.
– Nio håller koll på det.
Ägaren betalar en månadsavgift för ett visst antal byten och en avgift för antalet kWh som laddas.
– Vi har förhandlat fram ett bra pris – som vi gör på alla fordon – och då blir ekonomin bra. Den blir inte bättre än de andra fordonen. Det blir likvärdigt. Men just batterigarantin är en huvudbry som åkaren slipper.
Elbilarna i flottan är från Mercedes, VW och BMW. Några Tesla finns kvar, men sedan Teslas konflikt med Metall köper Taxi Stockholm inte längre in Tesla om det finns alternativ.
– Och nu har ju inte politiken gjort det bättre...
Taxi Stockholm testar bilar innan de får ingå i flottan.
– Du kan inte köpa vilken bil du vill.
Alla bilar i flottan, inklusive Nio-bilarna, kan i princip ta alla typer av uppdrag, exempels färdtjänst, som godkänns av Region Stockholm.
Taxibilar lever i max sex år.
– Förr körde man dieselbilarna i tre år ungefär. Men i och med att elbilarna är så pass mycket dyrare i inköp så räknar de flesta åkare på fyra eller fyra och ett halvt år.
Vad talade emot att godkänna Nio för Taxi Stockholm?
– Det var lite motstånd, måste jag säga, när vi tog in bilarna – att det var Kinatillverkat – om de
Batteribyte växer i Kina
● Nio växer så det knakar. Av företagets 738 000 elbilar (Nio, Onvo och Firefly) fram till maj i år tillverkades en tredjedel i fjol. De delar på 3300 batterimackar, merparten i Kina.
● Den 1 maj i år gjorde Nio 135 000 batteribyten – 64 procent fler än året innan. Köparen i Kina kan växla kapacitet i bytet mellan 75, 100 och 150 kWh. Möjligheten planeras även för Europa.
● Aulton har utvecklat batteribyte i 20 år och var tidig med taxibilar som användare. En av lösningarna gör bytet på 20 sekunder. 800 batterimackar och 100 000 bilar använder Aulton-teknik.
● Volvos ägare Geely har en egen teknik kallad E-Energee.
kommer att finnas kvar? Och hur det blir med reservdelar – det finns ingen uppbyggd eftermarknad. Men peppar, peppar – det har funkat bra.
Ett stag har bytts. Det skedde på den verkstad Nio har lokalt samarbete med.
Tekniska problem med bytena? – Nej, ingenting faktiskt. Det har bara funkat jättebra.
Bytesstationerna är öppna till 22, och bemannade – eller åtminstone finns en jourperson ett mobilsamtal bort. Men Vladimir Radojcic har inte hört att han behövts.
Taxi Stockholm är ”absolut” fortsatt intresserat av att skaffa fler Niobilar.
– De tolv bilarna som kommit in har ju varit en liten testperiod
● I april berättade batterijätten CATL att den tillsammans med oljejätten Sinopec ska täcka Kina med 10 000 batterimackar varav 500 redan i år. Biltillverkarna FAW, Changan, BAIC, Chery och GAC är intresserade, liksom Nio.
– så är det alltid när vi får in nya modeller. Men vi har märkt att vi har fler åkare som är intresserade nu.
Så framtiden för battery swap på Taxi Stockholm ser i princip ljus ut. Men det finns ett hönanoch-ägget-problem i bytesstationerna.
– Skulle vi komma upp i större volymer på antal fordon är Nio inte främmande för att smälla upp en swapstation för oss på Taxi Stockholm.
– Då finns det inga hinder. Men de kommer inte vilja investera kanske och bygga två, tre powerswap-stationer till om det inte kommer ut större volymer.
● Batteribyte används i Kina även i tunga fordon, som traktorer, dumprar och gruvtruckar. Där är fenomenet ännu större: 2023 stöddes batteribyte i hälften av alla nya tunga fordon.
Det finns dessutom en färsk osäkerhetsfaktor i USA-presidenten Donald Trumps bollande med tariffer. Den medför att det just nu är oklart om det finns Nio-taxibilar att avvara från centrallagret i Europa överhuvudtaget.
Vilka andra nischer än just taxi borde vara intresserad av battery swap?
– Jag skulle vilja säga att många företag som kanske lägger många mil per år skulle gynnas. Ju fler mil man kör desto effektivare blir det – och du minskar stillaståndet. Han föreslår budbilar och hyrbilar som exempel. Samtidigt sker en enorm utveckling på alla fronter inom elektrifiringen av vägtrafik, så det är svårt att sia om framtiden.
– Redan nu finns det bilar som kan ladda upp upp till 80 procent på 10 minuter.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
FAKTA
Taxi Stockholm är öppen för fler Nio i flottan.
WELCOME TO THE ROHD E & SCHWARZ TECHNOLOGY ACADEMY
We present The Rohde & Schwarz Technology Academy – created and driven by decades of experience and strong industry insights. This learning center is created to provide you with the best technical training courses available on the market. We will help you develop valuable skills and gain deep knowledge through a range of high-quality, practical training courses delivered by recognized experts.
What’s your ideal learning approach? Here are the four types of training we offer:
Tailored Courses
1-5
1-3
With a strong focus on your professional needs, the benefits of Rohde & Schwarz courses are clear. We invite you to browse our portfolio of available trainings or contact us directly to find something suitable for you and your team.
Practical knowledge.
Participate in in-depth training with an emphasis on practical applications. Learn the most effective and efficient ways to use your test and measurement instruments.
Industry insight.
Our courses offer unique, first-hand insights from experts working in the field. Stay up-to-date with the latest technologies and requirements.
Real experts.
All of our courses are developed and taught by experts in their relevant fields – engineers with decades of experience who can help you understand the most challenging technical concepts.
Certified. Courses that meet ISO obligations.
Straightforward. Find what you need from our course portfolio.
Multilingual. A variety of language options are available.
Pragmatic. From web-based to highly tailored on-site trainings.
Flexible.
Your time matters – we adjust everything to fit you.
Responsen från frekvensloopar blir allt viktigare för att validera stabiliteten hos switchande omvandlare, men att undersöka responsen från lasttransienter är fortfarande vanligt även det. Det senare kan förbättras genom att visualisera den positiva arbetscykeln för pulsbreddsmodulerade signaler (PWM) över tid. Ett modernt oscilloskop som MXO 5 kan utföra uppgiften samtidigt som det hjälper till att identifiera okända effekter.
Strömförsörjningskonstruktioner måste valideras med avseende på loopstabilitet för att säkerställa en felfri och stabil drift. Idag är respons på frekvensloopar förstahandsvalet. Rent praktiskt handlar det om AC-analys med småsignal, där en liten sinusformad signal läggs in i loopen för att mäta förstärkning och fas över ett brett frekvensområde i en öppen loop.
De uppmätta förstärknings- och fasvärdena plottas mot frekvensen i ett Bodediagram vilket ger förstärkningsmarginal, fasmarginal och delningsfrekvens. Vid test
Av Marcus Sonst, Rohde & Schwarz
Marcus Sonst har arbetat som applikationsingenjör inom Power Management hos Rohde & Schwarz sedan 2019, med fokus på mätningar i tidsdomänen för applikationer inom kraftelektronik. Innan dess arbetade han på Diehl Aerospace och Osram.
av respons på laststeg appliceras ett stort strömsteg, och sedan måste spänningsresponsen mätas och analyseras.
MÄTNINGAR AV STORA SIGNALER utförs i en sluten loop, vilket skiljer sig mycket från system med öppen loop. Utgångsspänningen måste analyseras i tidsdomänen för att det ska gå att uppskatta och bestämma omvandlarens stabilitet.
Att ha laststegsgeneratorn ansluten till en omvandlares utgångsterminal är av avgörande betydelse vid snabba förändringar av lastströmmen. Eftersom PWM-signaler styr strömkällan i reglerkretsar kan mätning
av den positiva driftcykeln under laststeget förbättra responsen på lasttransienter vid visualisering av okända effekter.
För denna mätning krävs ett instrument där den positiva driftcykeln kan mätas med hög samplingsfrekvens under hela registreringsperioden. Mätningen cykel för cykel måste visas som en vågform över tid.
Det här är en utmanande uppgift som kan lösas med ett modernt oscilloskop, som gör det möjligt för konstruktörerna att mäta den positiva driftcykeln under en lång registreringsperiod även vid högre PWM-frekvenser. Oscilloskopet MXO 5 har bland annat tillräcklig bandbredd, en hög samplings-
Inte medlem? SER är intresseföreningen för yrkessamma. Vi är kontaktskapare mellan medlemmar och intressanta företag. SER arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier med aktuellt fokus. I medlemskapet ingår även medlemstidningen Eloch Datateknik, Elektroniktidningen och Nordisk Energi.
Figur 1. Konfiguration för lasttransienter hos en step-down-omvandlare.
Figur 2. Respons hos lasttransienter.
frekvens och stor minneskapacitet, vilket är egenskaper som behövs för denna uppgift. Alla positiva driftcykler i en mätning kan användas för att visualisera variationer över en hel mätning i ett svep. Svepet för varje mätning i en enskild cykel kan visas över tid. En typisk vågform för lasttransienter som ingår i vågformen visas i figur 2.
I figur 2 visas standardvågformerna för utgångsspänning och -ström för tre på varandra följande laststeg. De positiva driftcyklerna för styrenhetens utgång visas också och används för att skapa ett svep. I teorin återspeglar vågformen utgångsspänningens utseende, eftersom driftcykeln reglerar kraftkällan för att upprätthålla en konstant utgångsspänning.
Ett bra tillämpat exempel för att visa fördelarna med funktionen är en switchad DC/ DC-omvandlare i en helbryggstopologi med synkron likriktning. Den isolerade omvandlaren arbetar med en switchfrekvens på 100 kHz och omvandlar 48 V på ingången till 12 V på utgången. Utgångsströmmen är inställd på maximalt 8 A och utgångslaststeget genereras med en elektronisk last.
Innan laststegen tillämpas på omvandlarens utgång måste användaren utföra flera steg för att visualisera den positiva driftcykeln som en vågform: Först måste en
kanalinställning med val av prob göras, och därefter en trigger för att registrera laststegshändelser vid styrenhetens utgång. Funktionen för mätning av den positiva driftcykeln måste aktiveras och nivåer i procent för referensspänningen måste definieras (t.ex. 20%, 50%, 80%). För att kunna mäta en PWM-signal med skarpa kanter exakt måste användaren definiera en tillräckligt hög samplingsfrekvens ≥ 100 MSa/s. För att registrera en hel sekvens (minst ett strömsteg från lågt till högt och ett annat från högt till lågt) måste en tillräckligt stor registreringslängd väljas. Sist men inte minst måste användaren aktivera spårfunktionen i undermenyn för mätning och optimera den vertikala skalningen.
NÄR INSTÄLLNINGARNA ÄR KLARA kan användaren konfigurera den elektroniska lasten så att den ger ett laststeg mellan ett lågt strömvärde (20% av maxlasten) och ett högt strömvärde (80% av maxlasten). Så snart triggern identifierar ett giltigt triggervillkor så visas vågformerna på skärmen enligt figur 3. I det övre fönstret visas registreringen av två laststeg i vardera riktningen. Utgångsspänningen mäts på kanal 1 och utgångsströmmen mäts på kanal 2. PWM-styrsignalen (kanal 3) och vågformen för den positiva driftcykeln visas också.
I zoomfönstret visas att utgångsspänningen sjunker i endast cirka 300 μs innan återgång till stabilt läge. Avvikelsen mellan 20- och 80-procentslasten i ett stabilt läge är endast 2,4 mV enligt mätning med markörfunktionen. Spårvågformen visar en annan nivå (26 procent istället för 24 procent) efter att omvandlaren har övergått till stabilt läge. Avvikelsen visar på en effekt som inte uppfyller de förväntningar som beskrivs i figur 2. Enligt definitionen och teorin ska driftcykeln vara oberoende av lastströmmen.
En genomgång av reglerteorin visar att avvikelsen på 2 procent beror på högre ledningsförluster till följd av högre utgångsström. De högre förlusterna uppstår främst i transformatorn och den utgående likriktaren. De extra förlusterna måste utjämnas genom att öka den positiva driftcykeln, och svepfunktionen gör det möjligt att utföra denna komplexa mätuppgift.
Vid verifiering av lasttransienter för alla omvandlare med PWM-styrning där djupare analys krävs för att upptäcka enskilda detaljer i systemets beteende, är oscilloskopet MXO 5 rätt val av instrument. Ytterligare egenskaper som stor minneskapacitet och svepfunktioner hjälper användarna att identifiera och förstå komponenterna i omvandlarens drift ner på detaljnivå. ■
Figur 3. Konfiguration för lasttransienter hos en step-down-omvandlare.
Många möjligheter med
Det finns ett stort överlapp i intervallet 10 kW till 50 kW mellan diskreta MOSFET-transistorer i kiselkarbid och moduler. Moduler är enkla att använda men diskreta komponenter finns i fler varianter vilket ger större frihet i designen. Om det inte räcker med en går det dessutom att parallellkoppla två stycken. Effekten är inte det enda skälet, energin som behöver switchas kan bli lägre och värmeavledningen bättre. Tillsammans med temperaturens påverkan på ledningsbundna förluster är parallellkoppling ett bra verktyg för att sänka förlusterna, förbättra kylningen och öka effekten.
Inte alla komponenter passar för att parallellkopplas, särskilt som spridningen i olika parametrar kan påverka resultatet.
I diskreta komponenter finns det endast ett chip per kapsel, till exempel en MOSFET eller en diod. Kapslarna kan vara av olika typer och vara hålmonterade eller ytmonterade. Det finns inga begränsningar i konstruktionen när det gäller topologi eller att använda olika kapslar i samma design.
Effektmoduler är raka motsatsen: komponenterna inuti är arrangerade i en specifik topologi, till exempel en helbrygga. När modulen väl är tillverkad finns det ingen möjlighet att ändra vare sig topologin eller enheternas parametrar. Därför läggs det, till skillnad från vid prototyper med diskreta komponenter, mycket större vikt vid simuleringar när man arbetar med moduler.
DE TVÅ HUVUDSAKLIGA FÖRDELARNA med effektmoduler:
1. Effektiv värmeavledning: En effektmodul består av en kylande basplatta, en keramisk elektrisk isolator och plana kopparledare, på vilka kisel- eller kiselkarbidchip (som MOSFET:ar) är direkt sintrade. Denna konfiguration är optimal för kylning: bakplattan ansluts direkt till kylflänsen utan att det behövs ytterligare elektrisk isolering. Det enda som ligger mellan kylflänsen och bakplattan är ett värmeöverförande material, en kylpasta.
Av David Kudelasek, ST Microelectronics
David Kudelasek började arbeta på ST redan under sina studier för att få en fast anställning 2019 på ST:s kraftlabb i Prag. Fokus ligger på kraftaggregat men också diskreta kraftkomponenter som MOSFET:ar, IGBT:er, bipolära transistorer, dioder och överspänningsskydd i både kisel och kiselkarbid.
2. Minskad kommuteringsslinga:
Den andra fördelen med moduler är att de minskar kommuteringsslingan – ett mer komplext område än kylning, men med stor effekt. Det handlar om att minska parasitparametrarna. Varje ledarbana har sin egen resistans och induktans; ju längre ledaren är, desto sämre blir båda. Resistansen ger upphov till ledningsförluster i proportion till RMS-strömmen genom ledaren, vilket i detta effektområde inte är försumbart. Induktansen reagerar på snabba strömförändringar och orsakar överspänningar. Ju snabbare transienten är, desto högre blir spänningsspiken – vilket kan bli skadligt för komponenten.
DISKRETA KOMPONENTER kan aldrig mäta sig med moduler i dessa avseenden:
● Kylning: Kylplattan i diskreta kapslar är vanligtvis inte elektriskt isolerad och är ofta kopplad till drain i MOSFET:en. Därför måste det termiska gränsskiktsmaterialet inte bara ge god värmeöverföring, utan även garantera elektrisk isolation.
● Ledningslängd: Avståndet mellan chippen i två diskreta lösningar är längre. Strömmen går via bondtrådar till kapselns anslutningar, vidare till kretskortet och sedan till nästa komponent vilket ökar både resistans och induktans jämfört med en integrerad modul.
I MODULER ÄR PARALLELLKOPPLING av komponenter enkelt: två chip sintras bredvid varandra, och återstående noder kopplas samman med korta bondtrådar. Den ter-
miska kopplingen mellan chippen är utmärkt.
I diskreta komponenter är den termiska kopplingen inte lika bra. Värmen leds från chipet till kapseln, vidare genom det termiska gränsskiktsmaterialet till kylflänsen, och därefter tillbaka till den andra MOSFET:en. Varje material och varje övergång mellan dem introducerar termiskt motstånd, vilket orsakar ett temperaturfall i värmeflödet.
Låt oss inte avfärda parallellkoppling av diskreta MOSFET:ar riktigt än. Som redan nämnts finns det flera fördelar: betydligt större designfrihet, möjlighet till alternativa leverantörer (second sourcing) samt enklare prototyparbete. Ytterligare fördelar ligger i de grundläggande principerna för parallellkoppling.
Den termiska resistansen är proportionell mot kapselns kylande yta. Om kapseln är densamma och vi fördelar förlusterna mellan två identiska enheter, får vi dubbelt så stort sammanlagt kylområde – eller hälften så stor effektförlust per kapsel. Det innebär att den termiska resistansen mellan övergång och kylfläns halveras, vilket i sin tur gör att MOSFET:arnas faktiska temperatur ligger närmare kylflänsens temperatur.
I MOSFET:ar kommer förlusterna huvudsakligen från två delar: ledningsförluster och switchförluster.
Ledningsförlusterna uppstår när ström flyter genom kanalen. Det inre motståndet, on-resistansen (RDS(on)) orsakar ett spänningsfall. Multiplicerat med strömmen ger det en effektförlust.
Vid parallellkoppling av N stycken iden-
Figur 1. Exempel vid tillslag. Kanal 1: Spänning mellan drain och source. Kanals 4: Ström från drain, beräknad avgiven effekt.
Figur 2. Exempel på den energi som switchas, en ensam MOSFET och två parallellkopplade.
diskreta MOSFET:ar i SiC
tiska MOSFET:ar minskar den totala on-resistansen med en faktor N, vilket innebär att ledningsförlusterna också minskar – förutsatt att strömmen fördelas jämnt mellan enheterna.
Switchförluster uppstår när spänning och ström överlappar under på- och frånslag. Trots att detta förlopp är mycket snabbt kan den momentana effekten bli hög, eftersom både spänningen och strömmen är stora vid övergången.
Genom att integrera effekten över tid (arean under kurvan) får man energiförlusten per switchhändelse: turn-on- och turnoff-energi under givna förhållanden.
Genom att multiplicera dessa energier med switchfrekvensen – eller summera alla switchhändelser under en sekund om förhållandena varierar – får man den totala switchförlusten.
De givna förhållandena är viktiga att notera, eftersom dessa energier är starkt beroende av flera faktorer: transientens varaktighet liksom spänning, ström och temperatur.
När det gäller parallellkoppling finns det dessutom en dold fördel i hur dessa energier förhåller sig till strömmen.
Energikurvan är inte linjär, utan lätt exponentiell. Det innebär att dubbelt så hög ström ger mer än dubbelt så hög energi.
Vid parallellkoppling gäller det omvända: om strömmen delas mellan två identiska enheter blir den totala switchenergin lägre än om all ström skulle ha passerat genom en enda enhet.
OM VI JÄMFÖR en MOSFET i en effekmodul med två diskreta och parallellkopplade MOSFET:ar hamnar modulen i underläge:
● Kylväg: Även om vägen där värmen leds bort är svår att jämföra direkt på grund av modulens annorlunda konstruktion, kan den större totala ytan hos diskreta komponenter kompensera för nackdelarna – och i vissa fall till och med överträffa modulen.
● Lednings- och switchförluster: Hälften så stora ledningsförluster och minskad switchenergi är tydliga fördelar för parallellkopplade diskreta MOSFET:ar.
DETTA FÖRKLARAR varför parallellkopplade diskreta komponenter och moduler ofta överlappar i det nämnda effektområdet.
Genom att använda flera likadana komponenter ökar den totala effekthanteringen, och genom att välja MOSFET:ar med högre RDS(on) – som är billigare – i parallellkopplingen, kan man ändå uppnå prestanda som konkurrerar med en modul vid samma effekt.
MOSFET:ens RDS(on) är mer än bara ett statiskt värde – den påverkas av strömmen och, i ännu högre grad, av temperaturen. Inom det aktuella effektområdet har trenden på senare tid nästan uteslutande gått mot
att använda MOSFET:ar av kiselkarbid eftersom de har en mindre variation i RDS(on) med temperaturen jämfört med kiselbaserade varianter.
Ett exempel på detta finns i Figur 3 med SCT011HU75G3AG, som är tredje generationens SiC-MOSFET i kapseln HU3PAK från ST, med kylning på ovansidan. Eftersom den har ett mycket lågt RDS(on) är den ett utmärkt val för parallellkoppling.
Dock ökar RDS(on) med cirka 50 procent från 25 °C till det maximala 175 °C. Jämfört med vanliga kisel-MOSFET:ar är detta en avsevärt lägre ökning.
Kiselbaserade MOSFET:ar kan uppvisa en ökning på omkring 200 procent, och det vid 150 °C – inte 175 °C – eftersom 150 °C ofta är absolut maxgräns för dessa komponenter.
Att ha en flack kurva för RDS(on) är idealiskt eftersom ledningsförlusterna då förblir stabilare över temperatur.
Men när förlusterna ökar finns en risk för termisk rusning: mer förlust genererar mer värme, vilket i sin tur höjer temperaturen ytterligare. Denna positiva återkoppling var ett välkänt problem hos MOSFET:ar i kisel, men med kiselkarbid är det vanligtvis försumbart –såvida inte MOSFET:arna är parallellkopplade.
Varför är skillnaden så stor? Svaret ligger i spridningen av parametrar, i det här fallet RDS(on). Enligt databladet för SCT011HU75G3AG är det nominella värdet 11,4 mΩ, men det kan vara upp till 15 mΩ.
Även om det är osannolikt att så stor variation förekommer inom en och samma tillverkningsbatch, låt oss anta det som exempel. Ett värde på 15 mΩ är 32 procent högre än 11,4 mΩ, vilket innebär att en MOSFET:en med högre resistans kommer att ta emot motsvarande mindre ström vid samma spänning.
Därmed kommer MOSFET:en med 11,4 mΩ att leda mer ström och få ungefär 32 procent högre förluster vilket innebär att den värms upp mer.
Om temperaturberoendet hos RDS(on) vore starkare, skulle den varmare MOSFET:en få ännu högre resistans, vilket automatiskt skulle fördela om strömmen till den svalare enheten – en slags självbalansering. Men eftersom kieslkarbid har en relativt flack temperaturkurva, uteblir denna kompensationseffekt, vilket kan leda till obalans i parallellkopplade MOSFET:ar.
Hur kritiskt är detta i en verklig applikation? MOSFET:arna delar samma kylfläns, så de är termiskt kopplade, men är detta ett hot?
För att besvara frågan undersökte jag det noggrant i en simulering. Jag betraktade två MOSFET:ar, SCT011xx75 i HU3PAK-kapsling (situationen skulle vara bättre för TO247, så detta kan vara värt att överväga för mer utmanande tillämpningar), där den ena har ett motstånd på 11,4 mΩ och den andra 15 mΩ.
Figur 3. Normaliserad resistans när transistorn SCT011HU75G3AG leder plottad mot temperaturen.
Kylflänsens temperatur är 90 °C, med termiskt gränssnittsmaterial, främst ett gap-filler, med vald värmeledningsförmåga på 7 W/ (m∙K) och en tjocklek på 0,4 mm. Med fokus på de resistiva förlusterna är den totala RMSströmmen 140 A. Kylarean för HU3PAK är 120 mm², vilket ger ett termiskt motstånd från kapsling till kylfläns (Rth case-to-heatsink) på 0,476 K/W med det valda TIM-materialet.
Simulerade resultat:
● MOSFET:en med 15 mΩ leder 63 A av de totalt 140 A, med en temperatur på kapseln på 123,7 °C och en temperatur i chippet (junction temperature) på 139,9 °C.
● MOSFET:en med 11,4 mΩ leder 77 A, med en temperatur på kapseln på 131,8 °C och en temperatur i chippet på 151,8 °C.
STRÖMSKILLNADEN är nu 22 procent jämfört med 32 procent initialt, och båda MOSFET:arna har tillräcklig marginal till den absoluta maxtemperaturen. Den avgörande faktorn är temperaturgradienten över TIMmaterialet: det sker ett anmärkningsvärt temperaturfall på 33,7 °C från kapsling till kylfläns för MOSFET:en med 15 mΩ, och 41,8 °C för den andra.
Den verkliga begränsningen i detta fall är alltså TIM-materialet, inte obalansen mellan MOSFET:arna. Den valda värmeledningsförmågan var 7 W/(m∙K), vilket är bra men inte det bästa. Lyckligtvis har den ökade efterfrågan på sådana material drivit forskningen framåt, och det finns nu elektriskt isolerande fyllnadsmaterial med över 20 W/(m∙K).
Slutsats
Kraftmoduler är utmärkta för högeffektstillämpningar, men diskreta MOSFET:ar har många fördelar som gör dem användbara för samma effekter. Det som avgör valet är bra switchegenskaper och god värmeledning hos komponenten. ■
Första integrerade e-säkringen för 48 V
Itakt med att allmän databehandling och artificiell intelligens fortsätter att växa kräver datacenter strömsnåla och effektiva lösningar för att stödja de senaste processorerna, grafikprocessorerna och maskinvaruacceleratorerna. Behovet av ökad strömtäthet och en övergång till strömarkitekturer på 48 V leder dock till nya utmaningar, särskilt när det gäller att hantera effektnivåer över 6 kW och samtidigt bibehålla tillförlitlighet, effektivitet och skalbarhet.
Ökande energibehov leder ofta till större lösningar, komplexa konstruktioner och ineffektivitet vid feldetektering och skydd. Dessutom blir det en viktig fråga att hantera höga strömmar samtidigt som man säkerställer säker drift och minimala effektförluster. Traditionella styrkretsar för hot swap (byte under drift) i kombination med diskreta fälteffekttransistorer har betydande begränsningar i tillämpningar med hög effekt.
FÖR ATT TA ITU med dessa utmaningar är TI:s hot swap eFuse på 48 V med strömskydd utformad för att vara en pålitlig och kompakt lösning i datacenter. Till skillnad från metoder som kräver externa avkänningsresistorer och strömavkänningsförstärkare för strömövervakning, förenklar TPS1689 och TPS1685 genom att integrera dessa funktioner, vilket minskar storleken med upp till 50 procent, samtidigt som den möjliggör sömlös skalbarhet för att stödja höga effektnivåer.
Av Kshitiz Khatri, Texas Instruments
Kshitiz Khatri började
på Texas Instruments år 2020. Först med produktutveckling och sedan knappt två år med mer affärsorienterad verksamhet.
En av de särskiljande egenskaperna hos TPS1689 är släckningstimern, som förhindrar felaktig utlösning genom att göra det möjligt för systemet att skilja mellan toppbelastningsströmmar och faktiska feltillstånd. Den här funktionen förbättrar systemets tillförlitlighet och undviker onödiga avstängningar. Enheten har även stöd för parallellkoppling för ökad strömhantering, vilket gör att flera enheter kan arbeta tillsammans i tilllämpningar med hög effekt.
En integrerad svart låda för felloggning, ett garanterat driftsområde som är säkert för FET-transistorerna, aktiv strömdelning och hälsoövervakning förbättrar systemets motståndskraft ytterligare. TPS1689 finns med ett vanligt fotavtryck som är branschstandard och ger en effekthanteringslösning som säkerställer tillförlitlig drift.
Släckningstimern ger fördelar i servrar genom att hitta en balans mellan systemskydd
och prestandaoptimering. Funktionen gör det möjligt för korta och övergående överbelastningar att passera utan att utlösa en strömbrytare. Detta säkerställer att tillfälliga belastningspulser med hög amplitud som är vanliga i AI-, GPU- och processorintensiva applikationer inte stör systemet. E-säkringen stänger dock omedelbart av kretsen under ihållande överströmshändelser.
Andra fördelar:
● Kostnadsoptimering. Släckningstimern minimerar behovet av överdimensionerade nätaggregat och minskar antalet e-säkringar som krävs i parallella konfigurationer. Detta sänker materialkostnaderna avsevärt, samtidigt som tillförlitlig drift bibehålls.
● Förbättrad strömtäthet. Genom att minska antalet och storleken på de komponenter som måste klara höga strömmar kan systemet uppnå en mer kompakt design, vilket frigör värdefullt utrymme på kretskortet och förbättrar värmehanteringen.
● Flexibilitet och anpassning. Programmerbara felintervall gör det möjligt att finjustera systemets svar för att matcha specifika övergående profiler, vilket optimerar prestanda för unika arbetsbelastningar.
Det går att ställa in tröskelvärdet för överströmsskydd till 1,1 gånger den termiska designströmmen istället för att ta hänsyn till maximala övergående belastningar (vanligtvis 1,7 gånger). Detta tillvägagångssätt minskar storleken och kostnaden för
nätaggregat jämfört med konventionella konstruktioner, som kräver att nätaggregatet stöder den övergående toppströmmen. Dessa fördelar gör släckningstimern till en central funktion för högpresterande serversystem.
DE VÄXANDE STRÖMKRAVEN från AI-drivna processorer och servrar har gjort effektiva strömfördelningssystem till ett krav, där smarta e-säkringar spelar en viktig roll. Traditionell parallell drift av e-säkringar innebär betydande utmaningar med tanke på obalanser i on-resistansen för drain-to-source (RDS(on)), kretskortets resistanser i ledarna samt jämförelsetrösklarna. Dessa obalanser resulterar i ojämn strömdelning mellan e-säkringar (där vissa e-säkringar har mer ström än andra) och orsakar ofta för tidig utlösning av enskilda e-säkringar, även när den totala systemströmmen ligger under utlösningströskeln. En sådan felaktig utlösning kan leda till onödiga systemavbrott, minskad tillförlitlighet och ökad ineffektivitet i driften.
För att ta itu med dessa utmaningar har TI introducerat en metod för begränsning av den totala systemströmmen i sina e-säkringar, som utnyttjar sammankopplade signaler från strömövervakningen (IMON). Detta tillvägagångssätt väljer ut en e-säkring som primär styrenhet för att övervaka den totala
systemströmmen. Genom att förlita sig på den totala strömmen snarare än enskilda e-säkringsströmmar undviker systemet felaktigheter som orsakas av olika motstånd i olika vägar och säkerställer att systemet endast utlöser när det är nödvändigt, vilket förbättrar driftstabiliteten.
AKTIV STRÖMDELNINGSTEKNIK hjälper till med effektiv strömfördelning genom att dynamiskt justera RDS(on) för FET:arna vilket ger balanserad strömdelning mellan e-säkringarna. När en e-säkring får en oproportionerligt hög ström, innebär en ökning av dess RDS(on) att strömmen omfördelas jämnare över alla enheter. Denna dynamiska reglering minimerar termisk påfrestning på enskilda e-säkringar, vilket förbättrar systemets tillförlitlighet under längre perioder.
Att aktiv strömdelning sker nära tröskeln
Våra högströmskontakter från Stäubli är konstruerade för krävande industriella miljöer. De är utrustade med den beprövade MULTILAM-tekniken som innebär lägsta övergångsmotstånd och extremt hög strömtäthet.
Kontaktdonen är lämpliga för en mängd olika applikationer såsom kraftgenerering och distribution, rack- och panelmontage, maskinstyrningssystem, mobila transformationer m.m.
Kontakta oss för ytterligare information.
08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se
för överströmsskydd säkerställer att den endast är igång när det är nödvändigt – detta för att undvika onödiga strömförluster vid lägre strömmar. Genom att ha aktiv strömdelning vid den optimala tröskeln uppnår systemet en jämn termisk spänningsfördelning under drift med hög ström, vilket förbättrar den långsiktiga tillförlitligheten.
Slutsats
Med ökad strömtäthet, förenklad design, förbättrat skydd och kostnadsoptimering ger hot swap-e-säkringsenheter effektivare och mer tillförlitlig effekthantering för högpresterande databehandlingstillämpningar. Integreringen av funktioner som släckningstimer och parallellkopplingsfunktioner stärker ytterligare dessa enheters lämplighet för att stödja de växande strömbehoven i moderna AI-beräkningar. ■
Figur 2. Parallellkoppling av e-säkringar, vilket möjliggör stöd för högre strömbelastningar.
Figur 1. Överströmsrespons efter en användardefinierad släckning.
4-switchad buck-boost –
Många kraftomvandlare måste stödja breda spänningsområden på in- och utgångarna
Figur 1. 40 VIN (>4A) buck µModule-regulatorer.
Figur 3. Jämförelse av verkningsgrad och strömkapacitet i buck-läge: (a) 5 VUT verkningsgrad och (b) 12 VUT verkningsgrad.
Av Ling Jiang, Wesley Ballar, Anjan Panigrahy och Henry Zhang, Analog Devices
Ling Jiang doktorerade 2018 och började därefter på ADI inom Power Products Group i Kalifornien. Hon är applikationschef för μModule-produkter.
Wesley Ballar började på ADI 2016 och är idag är applikationsingenjör med ansvar för µModule-produkter inom multimarknadsgruppen.
Analog Devices har en strömstark och fullt integrerad buck-boostmodul med fyra transistorer (4-switchad) och hög verkningsgrad för detta. Modulen innehåller styrkrets, MOSFET:ar, induktor och kondensatorer, vilket ger kompakt format och robust prestanda. Denna regulator i µModule-familjen ger hög effekttäthet, exceptionell verkningsgrad och utmärkt termisk prestanda över ett brett spektrum av in- och utspänningar.
Buck-boost som buck-regulator (step-down) Det finns flera 40 V step-down-regulatorer i µModule-familjen men deras spännings- och strömområden är begränsade. Genom att använda den nyligen lanserade 4-switchade buck-boost-regulatorn LTM4712 som en step-down-omvandlare kan användningsområdet avsevärt utökas.
Den 4-switchade buck-boost-omvandlaren kan lätt konfigureras som en buck-om-
Anjan Panigrahy arbetar som applikationsingenjör inom Multimarket Applications Group med stöd för µModule-produkter.
Henry Zhang har arbetat på ADI sedan 2001 och är idag Fellow och senior applikationsdirektör för kraftprodukter.
vandlare utan behov av särskild justering. När VIN > VUT håller den interna styrkretsen MOSFET-transistorn M3 avstängd och M4 kontinuerligt på. M1 och M2 reglerar utgången och fungerar som en vanlig buckomvandlare. Jämfört med den föregående step-down-regulatorn LTM4613 har den nya enheten överlägsen verkningsgrad trots den extra ledningsförlust som M4 medför. Förbättringen är möjlig tack vare nya MOSFETtransistorer och bättre induktorer.
Den termiska jämförelsen utan forcerad kylning visar på fördelen med buck-boostomvandlaren. Trots att den levererar betydligt högre effekt än buck-regulatorn arbetar den nya enheten vid en lägre temperatur och med ett liknande fotavtryck.
Buck-boost som boost-regulator (step-up) ADI har tidigare lanserat en 40 V boost µModule-regulator. Medan LTM4656 stöder en maximal ström på 4 A kan den nyligen
Tabell 1. Jämförelse av termisk prestanda
ingen forcerad kylning.
som step-down- eller step-up
Figur 5. Användning som boost-regulator med inbyggt kortslutningsskydd på utgången.
4. ADI:s familj av 40 V boost-regulatorer.
Figur 6. Jämförelse av verkningsgrad och strömkapacitet i boost-läge: (a) 24 VUT verkningsgrad och (b) 36 VUT verkningsgrad.
”Om utgången är kortsluten till jord börjar M1 och M2 att switcha som en buck-omvandlare, vilket begränsar strömmen”
lanserade 4-switchade buck-boost-omvandlaren hantera en högre belastningsström när den fungerar som en step-up-regulator.
NÄR DEN 4-SWITCHADE buck-boost-omvandlaren används i tillämpningar där VIN < VUT förblir M1 på, medan M2 är avstängd. M3 och M4 reglerar uteffekten som en normal boostomvandlare. Till skillnad från vanliga boost-
omvandlare, som saknar kortslutningsskydd på utgången, erbjuder den 4-switchade buck-boost-omvandlaren ett inbyggt kortslutningsskydd. Om utgången är kortsluten till jord börjar M1 och M2 att switcha som en buck-omvandlare, vilket begränsar den ström som flyter från ingång till utgång. Den maximala kortslutningsströmmen begränsas antingen av det RSENSE-motstånd,
som är placerat på in- eller utgången, alternativt av induktorns toppströmgräns, beroende på vilken som är lägst. Under det initiala och snabba upprampningssteget VIN har en konventionell boost-omvandlare dessutom vanligtvis okontrollerad, hög inrusningsström genom boost-dioden för att ladda CUT. Eftersom den 4-switchade buckboost-omvandlaren alltid startar i buck-läge
Figur 2. Använd som buck-regulator.
Figur
TROR DU ATT ALLT STÅR PÅ WEBBEN?
Läs
Elektronik-
tidningen!
PRENUMERERA GRATIS
Du får det snygga månadsmagasinet genom att fylla i talongen på etn.se/pren
Tabell 2. Jämförelse av termisk prestanda i boost-läge, TA = 25°C, ingen tvingad kylning.
Arbetssätt
Parametrar LTM4712 LTM4656
12 VIN/24 VUT Max IUT 6 A 4 A Verkningsgrad
12 VIN/36 VUT
Figur 7. Konfigurerad som en inverterande buck-boost-regulator.
Figur 10. Laddningsströmmens flödesvägar under uppstart.
Figur 11. Den naturliga clamping-kretsen i den 4-switchade buck-boostregulatorn.
”En extern Schottky-diod med lågt framspänningsfall kan dessutom läggas till på utgången för att begränsa den positiva spänningen till en önskad nivå”
när VUT är låg är dess inrusningsström på ingången välkontrollerad och begränsad av induktorströmmens mjukstart. Sammanfattningsvis erbjuder den 4-switchade buck-boost-omvandlaren en mer tillförlitlig step-up-omvandlare än en konventionell boost-regulator.
I figur 6 och tabell 2 jämförs den 4-switchade buck-boost µModule-regulatorns verkningsgrad, strömkapacitet och termiska prestanda med värden för buck µModule-regulatorn. Den föregående enheten uppvisar överlägsen verkningsgrad, utökad strömhantering och betydligt bättre termisk prestanda. Båda har samma fotavtryck på 16×16 mm.
Buck-boost som inverterande regulator för negativ utspänning
I likhet med vanliga buck-omvandlare kan den 4-switchade buck-boost-omvandlaren också konfigureras i ett inverterande buckboost-utförande för tillämpningar med negativ utgång. I det fallet switchar M1 och M2 komplementärt med M3 av och M4 på. Observera att den maximala spänningen, VMAX = |VIN|+|VUT|, måste vara mindre än 40 V, vilket är enhetens maximalt tillåtna spänning. Storleken på likströmmen genom induktorn, IL, ges av IL= IUT/(1-D), där D är arbetscykeln för fasbenet med M1 och M2, och M1 är den primära switchen.
Figur 8 visar ett exempel på en krets med interterande konfiguration, utformad för ingång på 24 V och utgång på –12 V, som kan leverera en belastningsström på upp till 10 A. Figur 9 visar de verkningsgradskurvor som erhållits vid bänktest.
I den inverterande buck-boost-omvandla-
ren kan utspänningen stiga något över noll under uppstart. Samma beteende observeras när man konfigurerar den 4-switchade buck-boost-regulatorn i inverteringsläge.
När strömförsörjningen slås på, men innan alla fyra MOSFET:ar börjar switcha, börjar matningsströmmen ladda den utgående kondensatorn omvänt på två sätt: via frikopplingskondensatorerna CIN som är placerade över M1 och M2, och via kondensatorslingan INTVCC. Om CIN eller CINTVcc är betydligt större än CUT får man troligtvis en högre omvänd spänning.
Det finns dock en inbyggd clamping-krets inne i µModule-regulatorn. VSD3 och VSD4 representerar spänningen mellan in- och utgång för M3 respektive M4. När –VUT > VSD3 + VSD4 blir dioderna i M3 och M4 ledande, och tar över laddningsströmmen. De två dioderna bildar en naturlig clamping-krets. Den maximala omvända utspänningen är med andra ord VSD3 + VSD4.
Figur 12 visar de bänktestade vågformerna för den omvända utspänningen under uppstart. I figur 12a är storleken på omvända -VUT ungefär +0,75 V, med en begränsad CIN (50 µF) ikretsen jämfört med CUT (330 µF). Om CIN ökas till 350 µF erhålls en högre omvänd –VUT på +1,5 V, såsom visas i figur 12b.
FÖRHÅLLANDET MELLAN CIN och CUT kan justeras för att minimera den positiva utspänningen. En mindre kvot resulterar i en lägre positiv utspänning innan den interna clamping-spänningen Vsd3 + Vsd4 uppnås. En extern Schottky-diod med lågt framspänningsfall kan dessutom läggas till på utgången för att begränsa den positiva spänningen till en önskad nivå. ■
Figur 12. Omvända –VUT vågformer under uppstart:
Figur 8. Kretsexempel för en inverterande konfiguration.
En kub med en sida på tre centimeter och en vikt på 50 gram – det är Sonys senaste lidarsensensor, AS-DT1. Den är världens minsta och världens lättaste, enligt Sony.
Det kan i och för sig inte vara bokstavligen sant. Apple Iphone har lidarsensor inbyggd sedan 2020, och den måste ju vara mindre. Iphonelidarn har å andra sidan mycket sämre räckvidd och upplösning. Framför allt är den inte en kommersiell produkt.
En lidar mäter avståndet till synliga objekt i sin omgivning genom att ta tid på riktade ljuspulser, det kallas direct-time-offlight, D-tof. Utdata är 3Dkoordinater för de punkter där ljuset studsade – sammantaget en 3D-karta över omgivningen.
På 10 meters avstånd har AS-DT1 en felmarginal på ±5 cm, både inomhus och utomhus. Den kan mäta upp till 40 meter inomhus och upp till 20 meter utomhus även i starkt solljus (100 000 lux).
AS-DT1 är utvecklad kring
Sonys egen optoteknik och bygger på Sonys existerande industriella kameror för datorseende. Sony nämner några tillämpningar: matserveringsrobotar i restauranger, autonoma mobila robotar i lager och drönare för inspektioner och kartläggning.
Den använder en SPADsensor och kan mäta avstånd till svaga kontrastmotiv och objekt med låg reflektivitet. Det ska möjliggöra exakt mätning även i miljöer som butiker där en blandning av människor och
fasta inredningar förekommer. Höljet är av en aluminiumlegering.
Sony påpekar att de exakta värdena är preliminära. Produkten kommer att visas upp i Tyskland på mässan Automatica 2025 i München den 24–27 juni och förväntas bli tillgänglig våren 2026.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
■ POWER
Tyska Infineon lanserar IGBT- och RC-IGBT-komponenter för elbilar i en ny teknik som ger kunden möjlighet att skapa egna kraftmoduler.
Det nya IGBT-chipet EDT3 (Electric Drive Train 3) har upp till 20 procent lägre totala förluster än nuvarande EDT2 vid höga belastningar. Samtidigt bibehålls effektiviteten vid låga belastningar. Infineon har optimerat chipförlusterna och höjt maximala övergångstemperaturen och ska ha uppnått en balans mellan högbelastningsprestanda
och lågbelastningseffektivitet. Nettoresultatet för elbilen är att EDT3 ger längre räckvidd och lägre energiförbrukning.
EDT3 finns i spänningsklasserna 750 V och 1 200 V. Chipet är dessutom mindre vilket gör det möjligt att bygga mindre moduler, vilket ger lägre totalkostnad. Maximal virtuell övergångstemperatur är 185 °C.
INFINEON ANVÄNDER själv EDT3-IGBT i sin kraftmodul Hybridpack Drive G2. Den täcker ett effektområde på upp till 250 kW inom spänningsklasserna 750 V och 1 200 V
Modul
■ KOMMUNIKATION
Brittiska Ezurio hoppas kunna sälja Sona NX611 för tillämpningar inom IoT, medicin, automation och konsumentelektronik.
NX611 baseras på NXP:s chipset IW611 Wifi 6 och beskrivs av distributören Mouser som stryktålig, robust och kompakt. Bandbredden över Wifi är upp till 600 Mbps.
Modulerna är förkalibrerade med kompletta RFvägar, lågbrusförstärkare och inbyggd strömhantering (PMU).
Wifi-delen innehåller Mac, basband och direktkonverterande radio med integrerade förstärkare.
Utvecklings-kitet NX611 DVK finns för både SIP och M.2, med MHF-kontakter eller RF-anslutningar samt integrerade chipantenner.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
och tillför nya funktioner som integrationsmöjlighet för nästa generations fasströmssensorer och inbyggd temperatursensorik. Infineon släpper också en RC-IGBT med integrerad diod för 800-voltssystem. Alla chipkomponenter erbjuds med kundanpassade layouter, inklusive inbyggda temperatur- och strömsensorer. Dessutom finns olika metalliseringsalternativ för sintring, lödning och trådbondning tillgängliga på begäran.
Prover finns idag. JAN TÅNGRING jan@etn.se
Mer information finns här.
En s immad
uppföljare
■ INBYGGDA SYSTEM
ST lanserar en ny undergrupp inom mikroprocessorfamiljen STM32. Den heter MP23 och kan beskrivas som MP25, men med ”mindre av allt” – även pris och strömförbrukning.
MP23 har ett enklare skärmgränssnitt, en lite klenare NPU (0,6 Tops mot 1,5), den kan bara avkoda H.264 (inte koda), den har bara ett MIPI-kameragränssnitt (mot två), två Ethernet (tre) och två CAN-FD (tre).
Båda använder Arms PSA (Platform Security Architecture) med stöd för Secure Boot, nyckellagring, rollbaserade rättigheter, med mera. Båda certifieras för SESIP3 och PSA Level 1.
Båda kör Open ST Linux i 1, 5 GHz på en Cortex A35-dubbelkärna och har en snålare Cortex M33 på 400 MHz som en medhjälpare till vilken de kan delegera realtid och enklare uppdrag.
ST utökar stödet för Open ST Linux till fem år – för exempelvis säkerhetsuppdateringar – som ett sätt att möta den magiska gränsen på fem år för EU:s CRA (Cyber Resilience Act).
STM32MP23 är i produktion och kostar från 8,46 USD i beställningar om 1 000 enheter.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
GaN-transistor på 100 V med Schottkydiod
■ GALLIUMNITRID
Mindre förluster, enklare design och lägre totalpris, det är några av fördelarna med att integrera en Schottkydiod med en GaN-transistor när det handlar om krafttillämpningar. Tyska Infineon säger sig vara först med kombinationen i HEMT:ar för tillämpningar upp till 100 V.
I så kallade hard-switchingtillämpningar (när ström och spänning är höga i switchögonblicket), i praktiken enklare topologier, kan galliumnitridtransistorer ha höga förluster.
Det beror på den större effektiva body-diodspänningen (VSD) hos GaN-komponenter.
Dessutom blir det ännu värre vid långa dödtider i styrkretsen, vilket leder till lägre verkningsgrad än önskat.
FÖR ATT MINSKA problemet har man använt en extern Schottkydiod parallellt med GaN-transistorn, alternativt minimerat dödtiderna via sina styrkretsar.
Infineon lanserar en ny medlem i femte generationens galliumnitridtransistorer i Coolgan-familjen som innehåller just en integrerad Schottkydiod.
När dioden integreras i samma chip som GaN-transistorn minskar den parasitiska induktansen liksom överspänningar,
samtidigt som det förbättrar EMC-egenskaperna. Dessutom innebär färre komponenter att designen upptar mindre yta på kretskortet vilket bidrar till att sänka totalkostnaden.
Detta är särskilt värdefullt i kompakta kraftmoduler, DC/ DC-omvandlare och laddare.
DEN FÖRSTA VARIANTEN av GaN-transistor med diod finns i provexemplar och är specificerad för 100 V och 1,5 mΩ. Kapseln är en PQFN på 3,5 mm.
PER HENRICSSON per@etn.se
Utveckla minnessäkerhet i tjeckisk Cheri
■ CYBERSÄKERHET
Tjeckiska Codasip fortsätter sin satsning på minnestekniken Cheri och lanserar utvecklingssatsen Prime för att hjälpa dig utveckla Cherihårdvara och -mjukvara.
Chiptekniken Cheri adderar en extra nivå av övervakning av minnesceller för att minska risken för buggar och säkerhetshål i mjukvara.
I Prime kan du testa och demonstrera Cheri i mjukvara. Du kan även integrera Cherihårdvara i bredare testsystem.
– Codasip Prime gör det möjligt för mjukvaruutvecklare att skapa och utvärdera sina applikationer innan kretsarna tillverkas, säger Jamie Broome, produktchef.
PRIME ÄR EN FPGA -SoC med processor, kringutrustning och system-IP. CPU:n är Codasips egen Risc V-processor X730. Enligt Codasip är X730 den första licenserbara Risc V som stöder Cheri-instruktioner –som Codasip för övrigt själv medverkat i standardiseringen av, tillsammans med bland annat Cambridgeuniversitet, SRI och Google.
Du kodar i en C/C++-verktygskedja som körs i Linux. Närmare bestämt i Cheri Linux, som är en version av Linux där (delar av) pekarhanteringen är omskriven och utnyttjar Cheri, vilket betyder att minnespekare i koden använder så kallade ”capabilities” som begränsar hur pekaren får användas – var den får läsa och skriva och när.
Minnespekare är farliga som knivar. Med Cheri och capabilites blir det som att varje kniv i köket plötsligt vet exakt vad den får skära och inte.
CODASIP REKOMMENDERAR Prime för den som utvecklar inom konsumentelektronik, fordonsindustri och försvar.
Codasip erbjuder även teknisk support från sina Cheri-experter.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
Kompakt sensortestare från Carlo Gavazzi
■
TEST OCH MÄT
Sensortestaren ST-04 är ett portabelt, handhållet verktyg för installation, felsökning och bänktest av 3-tråds- och 4-tråds-likströmssensorer.
I ett pressmeddelande beskriver företaget den som ett värdefullt hjälpmedel inom industriell automation för att förbättra driftsäkerheten och underlätta funktionstest.
– Med ST-04 och IO-Linkkonfigurator SCLT55 kan man spara tid vid konfigurering och underhåll av komponenter – tack vare produkternas användarvänlighet och smarta teknik.
För snabbtest är enheten utrustad med de vanligaste testobjekten: reflektor, järn, aluminium samt en magnet för magnetsensorer.
ST-04 stängs av automatiskt efter fem minuters inaktivitet. Inga verktyg krävs för att byta
batteri. Den ansluts via USB-C. Lysdioder anger utgångar, NPN/ PNP-val och batteristatus.
Schweiziska Carlo Gavazzi tillverkar elektriska automationskomponenter för industri och fastighet. Företaget har varit representerat i Sverige sedan 1979, med huvudkontor i Karlstad och lokalkontor på flera orter.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
Matter-MCU från NXP
■ TRÅDLÖST
Den trådlösa kretsen RW612 stöder Wifi 6, Bluetooth LE 5.4 och 802.15.4 i separata radiodelar. Den passar för det smarta hemmet och smarta accessoarer men också för industristyrning, energihantering och företagsautomation.
Hjärnan är en Cortex M33 på 260 MHz. Här finns 1,2 Mbyte internt SRAM och ett Quad SPI-gränssnitt med inbyggd dekryptering för säker åtkomst till extern XIP-flash.
Wifi 6-delen stöder både 2,4 GHz och 5 GHz med en bandbredd på 20 MHz. BLE stöder 2 Mbit/s och extended advertising. 802.15.4-radion stöder Thread. RW612 är ett intressant alternativ
för Matter över Wifi och Thread. M33 har en integrerad Edgelock Secure Enclave för cybersäkerhet vid uppstart, felsökning, firmware-uppdatering och livscykelhantering. Dessutom har den hårdvarubaserad kryptering och en fysiskt icke-klonbar funktion (PUF) för nyckelhantering. Strömmatningen är på 3,3 V. Komponenten finns att köpa på bland annat Mouser och Digikey. Ett antal företag har integrerat den i moduler: japanska Murata, schweiziska U-blox, franska Insight Sip, kaliforniska CEL och taiwanesiska Azurewave.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
Mät exakt avstånd över Bluetooth
■ SENSORER
Ett kit för utveckling av avståndsmätning mellan två Bluetoothenheter med hjälp av Channel Sounding. Det kommer från Silicon Labs och återförsäljs av Mouser.
Exakt avståndsmätning via Channel Sounding är en funktion som stöds i Bluetooth. Den öppnar för avståndsmätning, förstås, men har även den säkerhet som krävs i protkollen för att implementera exempelvis smartlås som bara öppnas om din telefon verkligen är fysiskt nära dörren. Du kan göra positionering inomhus och geofencing. Eller kontrollera lampor eller annan elektronik som råkar befinna sig i närheten. Det kan användas i hem och industriellt.
Den ena Bluetoothenheten är initiator och den andra reflektor. De utbyter data över 72 RFfysiska kanaler och beräknar
EEPROM med unikt ID
■ MINNEN
Minnena kommer med en unik och fabriksprogrammerad identitet på 128 bitar som inte går att ändra. Lösningen underlättar saker som att identifiera en produkt, att spåra den och att reparera den, enligt ST Microelectronics.
ST:s EEPROM finns i storlekar från 32 kbit upp till 2 Mbit och är tänkta för att lagra parametrar eller logga data. De tål att skrivas upp till fyra miljoner gånger och bibehåller data i 200 år.
Nu kompletteras familjen med modeller som innehåller en unik identitet på 128 bitar
avståndet från den tid det tog för paketen att färdas fram och tillbaka. Phase-Based Ranging (PBR), Round Trip Time (RTT) eller bägge används över 2,4 GHz-spektrumet.
Kitet heter EFR32xG24 och fungerar för både prototypning och utveckling. Det innehåller två trådlösa kort, två dipolantenner och två radiokort. Här fins även energimätare, sensor för relativ luftfuktighet, packet trace-gränssnitt (PTI), virtuell COM-port och en Segger J-link inbyggd debugger. Det har Ethernet- och USB-anslutning. JAN TÅNGRING jan@etn.se
som programmeras redan i fabriken och som inte går att ändra.
Till att börja med kommer det två varianter på 64 kbit och 128 kbit i EEPROM-familjen M24xxx-U som baseras på ST:s egna CMOS-teknik.
Kapslingen är en SO8N och matningsspänningen kan vara mellan 1,7 V och 5,5 V. Alla modeller fungerar med I2Cbussen på 100 kHz, 400 kHz och 1 MHz.
Vidare finns stöd på slumpmässig och sekventiell läsning av data liksom olika varianter av skrivskydd för att skydda data.
PER HENRICSSON per@etn.se
Den perfekta cpu-partnern till din npu
■ ARTIFICIELL INTELLIGENS
Neuroedge 130 är en cpu skräddarsydd för att kopplas till en AI-accelerator. Den är designad av Cadence och finns färdig för integrering i din systemkrets nu.
Cadence beskriver den som en ny klass av processorer, en AICP (AI Co-Processor).
Neuroedge är utvecklad från dsp-familjen Tensilica Vision och kompatibel med dess mjukvara, AI-kompilatorer, bibliotek och ramverk. Den är optimerad för att minimera yta och dynamisk effektförbrukning.
AI-hårdvara införs just nu inom fordon, robotik, drönare, automation och sjukvård. Processorerna i dessa allt smartare produkter har acceleratorkärnor kallade npu:er (neural pro-
IMAGINATION:
cessing units) som exekverar operationer som de tar emot från sin processor.
NPU:ER ÄR DUKTIGA på Macoperationer (neuroner gör multiply-accumulate på vikter och indata). Men enligt Cadence är de mindre duktiga på för- och efterbearbetningen (exempelvis på den ickelinjärisering som appliceras på utdata från Mac:en i form av funktioner med namn som ReLU, sigmoid och tanh).
Den bristen delar de dessutom med sin huvudprocessor som idag är en cpu, gpu eller dsp. Räddaren om man får tro Cadence är en ”AICP” som
Neuroedge 130. Den ska vara 20 procent strömsnålare och ta upp 30 procent mindre yta än de Tensilica-dsp:er som den härstammar från, men ha likvärdig prestanda.
Arkitekturen är en VLIWbaserad SIMD. Du kan konfigurera om du vill att den ska optimera prestanda eller strömförbrukning.
Utvecklar gör du i Neuroweave som är ett gemensamt utvecklingspaket för all Cadence AI-IP. Neuroedge 130 kan ISO 26262-certifieras för fordonsmarknaden.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
Grafik och AI i samma IP-kärnor
■ ARTIFICIELL INTELLIGENS Imaginations kombinerade grafik- och AI-kärna spar energi på att göra beräkningar i stötar.
Imagination har varit ett namn inom grafik-IP för inbyggda system sedan 90-talet. Familjen Power VR blev en långkörare i bland annat Iphone, tills Apple började rita sina egna chip.
Den senaste kärnan heter E-Series, vilket följer logiskt på föregångarna A, B, C och D. Imagination hoppas få se E implementera allt från självkörande bilar till talande smarttelefoner. Och dessutom sköta grafiken i samma system. Samtidigt.
Den ska även hitta in i datorer och industriella system.
Prestanda när den arbetar som AI-kärna – eller ”neuronkärna” som Imagination kallar den – är skalbar mellan 2 och 200 Tops i åttabitars int och float. Det är fyra gånger bättre än D.
Också sextonbitars float stöds (både brainfloat och floating point) liksom fyrabitars int. E använder en strategi som ska kunna höja energieffektiviteten
med 35 procent: att arbeta i burst mode, i skurar. Beräkningsuppdrag körs inte allteftersom de dyker upp utan sparas och för att sedan köras i en obruten sekvens.
FÖREGÅNGAREN D växlade enligt Imagination tråd mellan varje klockcykel. Det innebar att mycket data ständigt hämtades och skrevs i SRAM. I E kan mellanresultat i burst mode stanna i rörledningarna och återanvändas. Det betyder dessutom att mindre SRAM krävs och att större uppdrag därmed ryms. E stöder virtuella maskiner, 16 stycken, i hårdvara. Sådana går att implementera i mjukvara med så kallade hypervisorer,
Snåla Cortex M23 från Renesas
■ INBYGGDA SYSTEM
Den nya mikrokontrollergruppen heter RA0E2, är optimerad för strömsnålhet och har ett utökat temperaturområde.
RA0-familjen lanserades i fjol och modellen RA0E1 används bland annat i konsumentelektronik som hushållsapparater, vitvaror och elverktyg. RA0E2 har samma periferifunktioner och befintliga kunder kan återanvända mjukvara.
RA0E2 har en strömförbrukning på 2,8 mA i aktivt läge, 0,89 mA i viloläge och 0,25 µA i i mjukvarustandbyläge.
RA0E2 har en inbyggd HOCO (High-speed On-Chip Oscillator) med en maximal avvikelse från specificerad frekvens på 1,0 procent. Precisionen står sig i hela intervallet –40 till 125 °C. Cpu:n är en Arm CortexM23 på 32 MHz. Minnet är på upp till 128 kbyte integrerat lässkyddat flashminne och 16 kbyte SRAM.
men hårdvarustödet ger mindre overhead och säkrare murar och mindre störningar mellan maskinerna.
Utvecklar gör du i OpenCL och med hjälp av verktyg som One API, Apache TVM och Lite RT. Imagination har även egna programbibliotek för beräkningar och en optimerad grafkompilator.
E blir tillgänglig hösten 2025. Pilotkunder använder den redan. Särskilda varianter för bilindustri, konsument, stationärt och mobilt är under utveckling. Fordonsversionen kommer att vara ASIL-B-certifierbar. JAN TÅNGRING jan@etn.se
FÖR CYBERSÄKERHET finns SRAM-paritetskontroll, upptäckt av ogiltig minnesåtkomst, frekvensdetektering, A/D-test, utgångsnivådetektering, CRC-beräkning och skydd mot registerskrivning. Den stöder även Unikt ID, TRNG och AES-kryptering. AD-omvandlaren är på 12 bitar och kretsen har temperatursensor och intern referensspänning.
Driftspänningen är 1,6 V till 5,5 V. Kapsling finns från QFN med 32 anslutningar till LQFP med 64.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
En kinesisk serverprocessor på Risc V
■ INBYGGDA SYSTEM
Lingyu heter Shenzhenbaserade Rivais (RivAI) första serverprocessor. Den består av 32 stycken Risc V-CPU:er och åtta LPU:er – lightweight processor units optimerade för energieffektivitet.
Tillämpningen ska bli inferenser i stora språkmodeller. Rivai siktar på att uppnå prestanda jämförbar med amerikanska x86-processorer.
Rivai grundades 2018 av Zhangxi Tan, tidigare doktorand till David Patterson – en av Risc V:s skapare och nu teknisk rådgivare till företaget.
Bland Rivais partner hittar vi kinesiska Lenovo – en av världens största tillverkare av servrar och arbetsstationer – och kinesiska AI-mjukvarubolaget Sensetime.
KINESISKA STATEN ser den öppna arkitekturen Risc V som en möjlighet att öka sitt oberoende från USA. Landet sponsrar Risc V-utveckling och tros just nu snickra på en direkt uppmaning till landets företag att välja Risc V.
Första IR-sensorn med SXGA
■ SENSORER
Den svenska bildsensorspecialisten Irnova lanserar sin första IR-detektor med SXGA-upplösning (1280✕1024 bildpunkter) för våglängdsområdet 3–5 µm. Den är döpt till Njord MW SXGA T2SL.
Det har gått elva år sedan IRnova lanserade den första sensorn för mellanvågsområdet (3–5 µm).
Den hade 320✕256 bildpunkter och baserades precis som den nya på så kallad T2SL-teknik, Type II Super Lattice.
Företagen är med på noterna. Bland medlemmarna i Risc V international hittar vi bland annat Tencent, Huawei och ZTE.
Och Rivai är inte först med en serverprocessor på Risc V. Alibaba presenterade i mars Risc V-server-cpu:n Xuantie C930, designad för prestandaberäkningar med en rörledning på 16 steg och en avkodningsbredd på 6 instruktioner.
OCH I JANUARI meddelade Spacemit att det utvecklar en 64-kärnig Risc V-serverprocessor för 12 nm, kallad VitalStone V100.
”Risc V” syftar konkret på de instruktioner som cpu:n använder. Vem som helst får tillverka en processor som förstår dessa instruktioner medan du måste betala en licensavgift för att tillverka en Arm-processor.
Risc V är fri för alla, men implementeringen av en Riscprocessor är ofta kommersiell. Exempelvis äger Rivai 37 stycken patent relaterade till Risc V. JAN TÅNGRING jan@etn.se
Tekniken ger bättre prestanda, kräver mindre kylning och har lägre effektförbrukning än de Qwip-detektorer (quantum well infrared photodetector)
Den nya sensorn har en minsta detekterbar temperaturskillnad på 30 mK, även med en bländare på F/4, vilket enligt IRnova ger extremt skarpa bilder. PER HENRICSSON per@etn.se
■ KOMMUNIKATION
192 Gbyte/s i bandbredd är fyra gånger mer än vad HDMI kan leverera. Kabelstandarden GPMI backas av stora aktörer som TCL, Hisense, Skyworth, Lenovo, Tencent och Xiaomi – och de har snabb kommersialisering som mål.
GPMI (General Purpose Media Interface) bjuder dessutom på 480 watt effektmatning, vilket är något som HDMI helt saknar. Thunderbolt 3 stöder som jämförelse 100 watt. USB PD 3.1 EPR stöder teoretiskt 240 watt över USB-C.
GPMI utvecklas av en sammanslutning av 50 kinesiska teknikföretag i Shenzhen 8K UHD Video Industry Cooperation Alliance. Ett utkast publicerades i oktober, men produkter med GPMI-stöd
Kinas GPMI utklassar HDMI
är redan under utveckling.
Målet med GPMI är detsamma som för Thunderbolt, att ersätta alla sladdar med en enda som kombinerar video, data, ljud, datanät och strömförsörjning. Dessutom stöder GPMI en styrfunktion liknande HDMICEC, vilket gör det möjligt att styra alla GPMI-enheter med en enda fjärrkontroll.
GPMI Type-B har ett eget kontaktdon. En enklare version, Type-C, är kompatibel med USB-C – den ska vara godkänd av USB IF – och levererar 96 Gbps och 240 W.
JAN TÅNGRING jan@etn.se
CNX Software ger fler detaljer.
Handhållen signalanalysator för LTE och 5G
■ TEST OCH MÄT
Kinesiska Siglent har släppt en signalanalysator för frekvenser mellan 9 kHz och 7,5 GHz med en realtidsbandbredd på 110 MHz. Det handhållna instrumentet passar bland annat för tester av LTE och 5G i fält.
SHA860A kombinerar spektrumanalys, nätverksanalys, kabeltestning och antenntestning i ett och samma instrument. Det kan ta emot och demodulera signaler från 5G NR och leverera parametrar som frekvens, celldentitet (PCI), SSBindex, frekvensfel och felvektor för SSB för att sedan visa dem som konstellationsdiagram. För LTE kan instrumentet demodulera och sedan visa identitet på sektorn, cellgrupp, frekvensfel, offset i tiden, status för synkronisering och effektnivåer plus felvektor och konstellationsdiagram.
Instrumentet kan göra 300 fouriertransformer per sekund vilket innebär att man ser transienter så korta som 3,51 µs.
VIDARE KAN INSTRUMENTET anslutas med kabel för att göra mätningar som förlusten i kabeln, hur mycket av signalen som reflekteras tillbaka liksom på vilket avstånd ett mekaniskt fel finns.
Alla mätdata kan märkas med positionen från den interna GPS-mottagaren.
PER HENRICSSON per@etn.se
Svensk Elektronik - tillsammans
för branschens bästa
Call for Applications –ICT Energy Conference Scholarships
Are you a motivated engineer based in Sweden with a keen interest in ICT energy systems? Do you want to attend a leading international IEEE conference and bring valuable insights back to the Swedish industry?
The ICT Energy section of Svensk Elektronik is offering two scholarships of 30,000 SEK each to support the participation of qualified engineers at a major IEEE conference in 2025.
About the Scholarship
• The scholarship is a financial contribution towards conferencerelated expenses, including travel, accommodation, and registration fees.
• Selected candidates will be expected to attend technical sessions and identify key highlights from the conference.
• As a requirement, recipients will present their Technical Highlights at the ICT Energy seminar in spring of 2026, providing valuable insights to Swedish industry professionals.
The ICT Energy section will select candidates, with final approval from the Svensk Elektronik board.
The deadline for applications is June 6th 2025. For more information about the specific IEEE-conference and how to submit your application, please contact mikael.flodin@teliacompany.com
Direktivsdagen 3 september 2025
Direktivsdagen är en årligen återkommande konferens som arrangeras i samverkan mellan Svensk Elektronik och Teknikföretagen. Under en intensiv och lärorik dag får du en uppdaterad översikt över flera viktiga regelverk och direktiv som påverkar elektronikbranschen – både nationellt och inom EU.
På plats finns representanter från Elsäkerhetsverket, Kemikalieinspektionen, Post- och telestyrelsen (PTS) samt Naturvårdsverket. De delar med sig av sin expertis, erfarenheter från marknadskontroller samt tolkningar av aktuella regelverk.
Exempel på berörda regelverk är RoHS, REACH, EMC, LVD, RED samt Ekodesignförordningen och Digitala produktpass. Konferensen är även ett tillfälle för branschens aktörer att diskutera de praktiska utmaningar som uppstår i takt med att lagstiftning och regelverk förändras.
Kostnad
Konferensen hålls hos Teknikföretagen i Stockholm och är kostnadsfri för medlemmar i Svensk Elektronik och/eller Teknikföretagen. För icke-medlemmar är kostnaden 6 900 kr exkl. moms (faktureras efter konferensen).
Observera att antalet platser är begränsat – läs mer och säkra din plats redan idag via QR-koden
www.svenskelektronik.se
kansliet@svenskelektronik.se
Missa inte chansen att vara en del av framtidens elektronikbransch!
Anmäl dig på vår hemsida och låt oss tillsammans skapa banbrytande lösningar för en innovativ och hållbar morgondag!
