Page 1

NR 9 SEPTEMBER 2018

ELEKTRONIK TIDNINGEN

TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

SVENSK HAJP KRING BATTERITEKNIK Northvolt, Alelion och Micropower drivs alla av elektrifiering. Men när Northvolt vill bygga en jättefabrik för battericeller utvecklar de andra batterimoduler med elektronik och mjukvara. /12–16

PROPPSKÅPET:

SOL VOLTAICS:

/18–19

/20–21

Elektronisk brytare gör det smart

40 procent fler watt per tak

M A G A S I N  –  W E B B  –  NY H E TS B R E V

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

Prenumere kostnadsf ra etn.se/prreitt! n


INNEHÅLL ETN 9/18

Se till att synas! För annonsbokning kontakta Anne-Charlotte Sparrvik 0734-17 10 99 eller ac@etn.se

NR 9 SEPTEMBER 2018

ELEKTRONIK

TIDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

Prenum kostnadsferera ! etn.se/prritt en

TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

SVENSK HAJP KRING BATTERITEKNIK Northvolt, Alelion och Micropower drivs alla av elektrifiering. Men när Northvolt vill bygga en jättefabrik för battericeller utvecklar de andra batterimoduler med elektronik och mjukvara. /12–16

KTRONIK ETLE IDNINGEN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

NR 7–8 AUGUSTI 2018

Prenumerera kostnadsfritt! etn.se/pren

TEMA: TEST

ALLTID FYRA GÅNGER SÅ BRA

SOL VOLTAICS:

/18–19

/20–21

40 procent NR 6 fler JUNwatt I 2018 per tak

WiGig-chip pekar ut riktningen

TIDN INGE N

M A G A S I N – W E B B – NY H E TS B R E V

TEMA KONS : UTBIL ULTER, DISTRDNING OC H IBUTIO N

av Teledynes köp gett SP Devices har öretaget AD-omvandlarf /16–17 r. större muskle

STÖRS PROBLETM MED D MINSTAE

INTERNAL JTAG: SIVERS IMA:

ELEKTRONIK

PROPPSKÅPET:

Elektronisk brytare gör det smart

& MÄT

Systemkretsar ställer nya krav på testningen

SVERIG ENDA ES ELEKTR ONIKMAGASIN FÖR PRO FFS

Pren kostnaumerera etn.se dsfritt! /pren

Långa led på kom tider och bris pon t återkomm enter är ett ande fen Just nu omen. är kretsar det små pas siva som stä problem. ller till /16–17

/14–15

E TS B R E V W E B B – NY H MAGASIN –

/4–6

DIGI-KEY

& FARN

De inves i större terar för tillvälager xten MAGA SIN – WEB ELL:

/12–15

MASKINLÄR

ANDE:

Kurserna som ger kompeteAIns B – NY H E TS B REV /18–19

4 12 14 16 18 20 22 26 28 Tidningshuvud

05-12-12

14.29

Energisnåla och böjbara displayer Göteborgsföretaget rdots är redo att kommersialisera sin billiga tryckteknik, som bland annat kan användas till smarta förpackningar och hyllkantsetiketter. Battericeller i fokus för Northvolt I Västerås bygger svenska Northvolt just nu ett forskningsoch utvecklingscenter samt en industrialiseringslina. Här ska företaget utveckla battericeller för speciella krav. Värnar miljön och levererar snabba prototyper I början av nästa år ska Alelions flexibla fabrik för tillverkning av litiumjonbatterier dra igång i Göteborg. Samtidigt introducerar företaget en ny plattformsgeneration. Tillverkar batterier och laddare under samma tak Växjöföretaget Micropower är ensamt om att tillverka både laddare och litiumjonbatterier. Batterierna ­konstrueras i Göteborg, och planen är en ny fabrik för ­batterimoduler i Växjö. Elektronisk säkring gör proppskåpet smart Med elektroniska brytare, som kan mäta och styra ­strömmen, kan helt nya tjänster skapas. Uppstartsföretaget Blixt ligger bakom tekniken som ska ersätta mekaniska brytare i säkringsskåpet. Sol Voltaics: 40 procent fler watt per tak Kring årsskiftet får de första solcellstillverkarna testa hur mycket den svenska GaAs-nanofilmen höjer verkningsgraden på deras solceller. EXPERT: Enklare och säkrare med trådlös batterihantering I ett trådlöst batterihanteringssystem ökar tillförlitligheten, samtidigt ledningsdragningen och kostnaden minskar, skriver Greg Zimmer på Analog Devices. EXPERT: Bygg olika USB-C-laddare av samma regulator USB 3.1 gen 3-laddare kommer att få starkt genomslag i flera olika kapacitetsklasser. Yong Ang på ON Semiconductor tipsar om hur du kan ge dem en gemensam konstruktion. EXPERT: GaN bäddar för effektiva och små konstruktioner Effekttransistorer i galliumnitrid har stora fördelar ­jämfört med dagens kiselalternativ. Rudy Ramos på Mouser ­Electronics hjälper dig att förstå och välja rätt.

Sida 1

UTGIVNING SPL AN 2018 Nr

Utg.dag

Tema

1

22 jan.

Kommunikation

2

19 feb.

Opto, LED & displayer

3

19 mars

Inbyggda system, mjukvara

4

23 april

Fordon

5

28 maj

Sensorer & IoT

6

25 juni

Konsulter, utbildning & distr.

7–8 27 aug.

Test & mät

9

24 sep.

Power management & energi

10

22 okt.

Inbyggda system, hårdvara

11

19 nov.

Industri 4.0 & byggsätt

12

19 dec.

Medtech & health

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB Adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. Telefon: 08-644 51 20 www.etn.se Bankgiro: 5456-3127 REDAKTION: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring. Grafisk formgivning och layout: jocke.flink@typa.se Omslagsfoto: Alelion Energy Systems AB

Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommuni­ kation, kraft, sen­ so­rer, distri­bution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se 0734-17 13 11

PRENUMERATION: Webb: etn.se/pren E-post: pren@etn.se Telefon: 08-644 51 20 ANNONSER: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 E-post: ac@etn.se INTERNATIONAL ADVERTISING: Huson International Media  +1 408 879 6666 (USA) Pacific Business Inc.  +81 336616138 (Japan)

Per Henricsson Bevakar test & mät, rf och kom­munikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se 0734-17 13 03

© Elektroniktidningen 2018 Upplaga: 13 500 ex (exkl. emagasin) Allt material lagras elektroniskt. ISSN 1102-7495

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

Jan Tångring Bevakar in­byggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar.

Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring.

jan@etn.se 0734-17 13 09

ac@etn.se 0734-17 10 99

Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper hos Sörmlands Printing Solutions AB.


START BLOCKET

Energisnåla och böjbara displayer Smarta förpackningar, sensormoduler, hyllkantsetiketter och konsumentelektronik är några tänkbara tillämpningar för Göteborgsföretaget rdots energisnåla och böjbara display. Den tillverkas med samma billiga tryckteknik som den här tidningen även om papperet är utbytt mot plast och färgen är ledande.

E

en skärmteknik som forskningsinstitutet utvecklat i samarbete med universitetet i Linköping under många år. Skärmarna kan ha en eller flera färger och designas för att visa exempelvis siffror, bokstäver

DET HANDL AR OM

–  Vi jämförde våra eller tecken. De liknar produkter på mässan och därmed LCD-baserade jag tycker att vår optiska teckenfönster eller sjuprestanda är bättre. segmentsdisplayer som Även om priset och kan visa om en apparat den låga energiförbrukär av eller på, visa siffror ningen i kombination och bokstäver eller om ett tröskelvärde passe- Felix Karlsson med att den är tunn och böjbar är starka arrats. Skärmen kan också fungera som äkthetsintyg eller gument finns det fler fördelar. markera om en förpackning öpp- Tillverkningstekniken gör det möjligt att använda baksidan av nats. bäraren som ett enkelt mönster­ kort. Där kan man montera halvR D O T S AT S A R N U PÅ att få igång försäljningen. Bland annat var ledarkretsar, sensorer och några företaget med på konferensen passiva komponenter för att Display Week i San Francisco i ­skapa ett komplett system. maj. – Det ser lovande ut. Det finns F Ö R E TA G E T H A R TA G I T F R A M ett bara en till aktör som gör nå- armbandsur som visar på möjliggot liknande. De har inte lyckats heterna. skala upp sin produktion och har Är man lite mer visionär går därför problem med kostnaden, det att byta ut vissa av de diskreta säger Felix Karlsson och tillägger: komponenterna mot tryckta

Vill du ha en Raspberry Pi? – den populära enkortsdatorn från Farnell element14

OKTOBERCHANS

EN!

Vi delar ut tio Raspberry Pi modell 3 B+ bland de som tecknar en ny prenumeration på Elektroniktidningen. Även trogna prenumeranter som förnyar sina uppgifter kan delta i kampanjen. Gå in på etn.se/prenumerera och fyll i dina uppgifter! Farnell element14 sponsrar kampanjen, som pågår fram till midnatt den 31 oktober. Tidningshuvud



05-12-12

14.29

Sida 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

lektroniktidningen skrev om rdot för ett drygt år sedan. Företaget är en avknoppning från Chalmers för att kommersialisera forskning från Institutionen för tillämpad ytkemi. Det handlar om billig tryckteknik som ger reflektiva färgskärmar, alltså skärmar som kräver en bra allmänbelysning och fungerar på samma sätt som böcker eller tidningar.

Under året som gått har dock affärsplanen ändrats radikalt. Utvecklingen av den egna skärmtekniken fortsätter visserligen på Chalmers men fokus ligger numera på betydligt enklare segmentskärmar som utvecklats av forskningsinstitutet Acreo i Norrköping. –  Vi har jobbat länge med Acreo och de har kommit mycket närmare en kommersiell produkt. Sen finns det likheter med vår teknik även om deras är lite enklare, säger Felix Karlsson som är vd på rdot.


Our Founder Wanted To Create The Widest Bandwidth Amplifiers In The Industry

Introducing the AR “U” (Universal) Series Amplifiers – 10 kHz-1000 MHz “Wouldn’t it be great if a single 1, 2.5, 5, 10, 25, 50, 100* or 250* watt RF amplifier could span the entire frequency range of 10 kHz – 1000 MHz?” That’s what our founder, Don “Shep” Shepherd said. We agreed it would be great, but we knew there was a reason no one had done it. So we put our engineers to work figuring out ways to expand the frequency range while keeping the cost low and the performance and quality high. It wasn’t easy, but we designed a series of amplifiers with the widest bandwidth in the industry. They’re compact, affordable, high performance, and very reliable. These new “U” Series amplifiers can serve unlimited applications across multiple industries. These new amps also prove something Shep has always said: “Nothing is impossible when you’re really committed to achieving a goal!” To learn more, visit www.ar-europe.ie/useries. * The new 100U1000 and 250U1000 cover the 100 kHz - 1000 MHz frequency range.

Contact us at ad@ARWorld.US In Sweden, email rikard.wahlstrom@testhouse.se or call +46 733 50 15 55

ISO 9001:2015 Certified

We don’t just build great products. We build great products that last.

ar europe Other ar divisions: rf/microwave instrumentation • modular rf • sunar rf motion • receiver systems

www.arworld.us Download the AR RF/Microwave Mobile App: www.arworld.us/arApp

AR Europe Headquarters • +353 61 504300 • www.ar-europe.ie In Europe, call ar United Kingdom +44 1908 282766 • ar France +33147917530 • ar Deutschland +49 6101 80270 0 • ar Benelux +31 172 423000

Copyright © 2018 AR. The orange stripe on AR products is Reg. U.S. Pat. & TM. Off.


START BLOCKET

pengar från Vinnova och andra forskningsfinansiärer. – Vi kikar på riskkapital men det är mer för att accelerera processen än för att överleva.

dito, exempelvis batterier och sensorer. För att kunderna ska förstå var segmentdislayen passar har rdot tagit fram ett utvärderingspaket som började säljas i somras. Det innehåller bland annat en sjusegmentsdisplay, en display som visar ”OK” när den är påslagen och displayer med streck och fyrkanter som kan tändas individuellt. Priset ligger på 450 euro och satserna har skeppats till kunder i olika branscher över hela världen. Hittills har företaget klarat sig på pengar från olika kundprojekt och försäljningen av utvecklingspaketen i kombination med

det handlar om är inte spikat, det beror bland annat på vilken typ av finansiär som nappar. Rdot har idag tre heltidsanställda plus att tre personer arbetar på Chalmers med utvecklingen av den egna skärmtekniken. Till det kan adderas några personer på Acreo som är inblandade i produktifieringen.

H U R M YC K E T

PER HENRICSSON per@etn.se

Ark eller rulle Kostnaden för att tillverka en segmentskärm kan bli så låg som några tiotals ören per ­kvadratcentimeter men då krävs ­volymer på en halv miljon enheter per år. – Vi kan konkurrera prismässigt med de ­billigaste LCD:erna som är reflektiva, säger Felix Karlsson. Värt att komma ihåg är att det finns en startkostnad för att ta fram maskerna. Den ligger mellan 50 000 och 150 000 kronor beroende på hur många lager det ska vara och om man kör i en enklare arkmaskin (ofta kallad sheet-to-sheet) eller volymmaskin med rulle-till-rulle. I bägge fallen trycks ett lager i taget var­ efter masken som skapar mönstret byts liksom det bläck som ska över­föras till bäraren. F Ö R P R O D U K T I O N E N används de tryckpressar som finns på Printed Electronics Arena i Norrköping men om volymerna går upp finns möjligheten att nyttja den betydligt större tryckpress som Thin Film lämnade kvar i Linköping och som numera drivs som ett foundry under namnet Consensum Production. Idag går det att få segmenten i rött, grönt och blått men fler färger är under utveckling. Det pågår också ett projekt för att

skapa en flerfärgsskärm baserad på små RGB-segment eller bildpunkter. Dessa är betydligt större än i en datorskärm men tanken är att man ska vara på lite större avstånd från skärmen än när man sitter vid skrivbordet, då kommer den att upplevas som en ”riktig” skärm. – Grafiska skärmar är vår långsiktiga ­strategi men på kort sikt är huvud­fokus ­segmendisplayer. Varje segment i skärmen kan ha en sida på 0,5 till 100 mm. Den undre gränsen sätts av trycktekniken där varje nytt lager ska passa med de tidigare. Går man under en halv m ­ illimeter i sida riskerar yielden att bli för låg.

dar den från omgivningen för att få ett så lågt pris som möjligt. Nackdelen är att livslängd då blir kortare. Om man istället gör skärmen så bra som möjligt är det inga problem att klara 300 000 cykler, det vill säga omslag från ingen färg till färg. Därefter börjar kontrasten att degradera. Det kan jämföras med exempelvis kravet på hylletiketter med LCD-displayer som ligger på 20 000 cykler. Tilläggas kan att lagring inte är något problem, skärmen åldras inte när den inte används.  n

D I S P L AY S E G M E N T E N Ä R B I S TA B I L A . De aktiveras genom att man ger en kort spänningspuls, från cirka 50 ms till några sekunder. Sedan behåller de färgen upp till 24 timmar beroende på hur de byggts upp. – 24 timmar passar en digital prislapp som ska uppdateras en gång per dag. Det ger extremt låg energikonsumtion, säger Felix Karlsson. I andra ändan av spannet går det att skapa segment som kan uppdateras med 10 Hz. Displayen designas på olika sätt beroende på tillämpning. Exempelvis kan man skippa de sista barriärfilmerna som skyd-

Har du ett EMC-problem? Vi hjälper dig med lösningen och att göra rätt från början

www.emc-problem.nu 

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


Lt3932-1

BUCK Led dRIVeR

 2a Led Current

low emi led driver 25000:1 dimming VIN

Silent Switcher® Low EMI Technology

 ±1.5% Led Current accuracy  high efficiency sync Buck  Low eMI architecture  spread spectrum Modulation

PWM Plus Analog Control for ≥25000:1 Dimming

Lt3932-1

L C

PWM

2a

128:1 Internal PWM Generator

visit us at

13 - 16 November, Munich, Germany

Hall C4, Booth 111

data sheet www.analog.com/Lt3932


START BLOCKET

Gäst TYCKAREN På väg mot 99 procents verkningsgrad (Applied Power Electronics Conference) hölls i mars i San Antonio, Texas. Den är världens största forum helt ägnat åt tillämpad kraftelektronik. I år fanns drygt 80 föredrag, workshops och lanseringar av flera nya halvledarprodukter. APEC 2018 var en stor startpunkt för halvledare med brett bandgap, speciellt Galliumnitrid (GaN). Efficient Power Conversion, som är ett av de ledande företagen, visade applikationer där GaN i en Lidar, laserradar, bidrar till ökad effektivitet och prestanda. Ett annat företag, Navitas, visade en högintegrerad GaN-Driver som gör GaN lika lätt att använda som MOSFET.

DEN ÅRLIGA KONFERENSEN APEC

D E T VA R S A MT I D I G T E N S Y M B O L I S K M I L S T O L P E för den teknik som kallas ”Digital Power”, som först sågs år 2003 och då betraktades som lovande. GaN startade sin resa för fem år sedan på ett liknande sätt som digital power gjorde tio år tidigare. Båda har gradvis utvecklats från tekniska kuriositeter till kommersiella produkter. Digital power och GaN har båda debatterats och ifrågasatts när de introducerats på marknaden, en gemensam nämnare som får extra krydda när det nu visar sig att man genom att kombinera det bästa av båda teknikerna kan skapa helt enastående kommersiella produkter.

speciellt om den är omvälvande, är vägen från forskning till högvolymproduktion en lång process. Här har den omfattat helt nytt tänkande för elektronikingenjörer och, för GaN, tillämpning av zero-voltage switchade topologier med mycket speciella drivkretsar och nya sätt att styra dem. Trots GaN-transistorernas stora fördelar har frånvaron av drivkretsar under många år begränsat intresset från industrin. Under de senaste två åren har dock investeringar i GaN av ett ökande antal halvledarföretag gjort tekniken enklare att implementera.

S O M A L LT I D F Ö R N Y T E K N I K ,

M Å N G A T E K N I S K A B A R R I Ä R E R H A R Ö V E R V U N N I T S . Tillverkningsprocesser har gradvis optimerats mot ökad yield och därmed sänkt kostnad. Kvalitetsprocesser specialanpassade för tekniken har lanserats och i november 2017 kungjorde JEDEC bildandet av en kommitté för att utforma normer för Wide Bandgap Power Semiconductors (JC-70), ett tecken på att tiden är mogen för en bredare användning. Steg för steg blir pusslet komplett och från en redan bred tillämpning inom LED- och RF-applikationer startar GaN nu sitt intåg i segmenten för DC/DC-omvandlare och AC/ DC-kraftaggregat. N Å G O T S O M I D A G G Ö R E N K R A F T K O N S T R U K T Ö R S L I V S PÄ N N A N D E

är den alltid närvarande möjligheten att med innovation ­förbättra prestanda, bidra till minskad miljöpåverkan och bygga ett ­hållbart samhälle. Kombinationen av fördelarna med digital ­power och GaN plus möjligheten till högfrekvent switching med låga effektförluster öppnar dörren till mycket hög ­energidensitet. Det ger mindre produkter med lägre förlustenergi, redo att möta de allt hårdare krav och regler som väntar under de kommande åren. Ett konkret exempel är USB-laddare där några tillverkare genom att kombinera digital power och GaN nästan tredubblat effekten i samma hölje som en standardladdare. Ett ännu mer ­talande exempel är PFC (Power Factor ­Correction) med flera kilowatt på samma yta som 500W idag. Vi strävar alla efter att bryta gränser och det råder ingen tvekan om att vi snabbt närmar oss 99 procents verkningsgrad. PATRICK LE FÈVRE Marknadschef och kommunikationsansvarig Powerbox



Georadar för fordons­positionering Amerikanska Wavesense vill sätta en georadar för fordonspositionering på marknaden. Radar som 3d-scannar marken under bilen ger hög precision och robust funktion och kan bli ett viktigt komplement till lidar, kamera och andra sensorer som läser av miljön ovan jord. LGPR (localizing ground-penetrating radar) demonstrerades för positionering av fordon år 2012. Wavesense produkt tillverkas på licens från Lincolnlaboratoriet på MIT, och har redan til�lämpats av amerikansk militär på afghanska vägar. Wavesense säger sig nu bedriva pilotstudier av sin LGPR tillsammans med ”ledande globala spelare” i tekniksektorn i allmänhet och i fordonssektorn i synnerhet. på tre miljoner dollar plockas in med hjälp av Rhapsody Venture Partners. Wavesense LGPR sänder 126 elektromagnetiska pulser i sekunden. De tränger tre meter ner i marken och redovisar ekon från olika skikt av jord, berg och vägunderlag – ett ”fingeravtryck av underjorden”. Ekot jämförs med en referenskarta från tidigare scanningar.

E T T I N V E S T E R I N G S K A P I TA L

I Sverige har vi ibland snö på vägarna som ritar om kartan för både kamera, sonar och lidar. Men 3D-bilden från georadar fortsätter att utgöra en stabil referens. S E N S O R N F U N G E R A R B R A även i tunnlar, regn, dimma och i tät bebyggelse med höga hus – vilka är områden där GPS, lidar och kamera har problem. Den påverkas heller inte av dåliga vägmarkeringar. Underjorden är en mycket stabil miljö jämfört med ovanjorden där människor och objekt hela tiden flyttar runt, vilket skanning med lidar, kamera, radar och sonar måste kompensera för. Även den fasta miljön ovan jord förändras – växtlighet, bebyggelse, trafikskyltar – vilket betyder att det krävs regelbundna nya kartläggningar för att de ska kunna fortsätta fungera som referens. Idag används georadar bland annat av arkeologer, geologer, byggare och gruvbolag, Militär använder den för att upptäcka minor och tunnlar. För ett år sedan spådde Lincolnlaboratoriet att en LGPR för fordon skulle kunna ha ett volympris på upp till 300 dollar.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


MPLAB® Mindi™ Analog Simulator Microchip’s Free Software for Circuit Design

MPLAB® Mindi™ Analog Simulator reduces circuit design time and design risk by simulating analog circuits prior to hardware prototyping. The simulation tool uses a SIMetrix/SIMPLIS simulation environment, with options to use SPICE or piecewise linear modeling, that can cover a very wide set of possible simulation needs. This capable simulation interface is paired with proprietary model files from Microchip, to model specific Microchip analog components, in addition to generic circuit devices. Finally, this simulation tool installs and runs locally, on your own PC. Once downloaded, no internet connection is required, and the simulation run time is not dependent on a remotely located server. The result is fast, accurate analog circuit simulations. Key Benefits Perform AC, DC and transient analysis Validate system response, control and stability Identify problems before building hardware

www.microchip.com/mindi

The Microchip name and logo, the Microchip logo and MPLAB are registered trademarks and Mindi is a trademark of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. All other trademarks are the property of their registered owners. © 2017 Microchip Technology Inc. All rights reserved. DS20005860A. MEC2196Eng12/17


START BLOCKET

Solida litiumbatterier i provproduktion nästa år Ett litiumbilbatteri med två till tre gånger högre ­energitäthet än dagens. Det lovar Solid Power från Colorado, USA. Nästa år ska det kvalificeras och år 2020 ska det användas i en kommersiell produkt, om allt går vägen. Efter en finansieringsrunda på 20 miljoner dollar ska amerikanska Solid Power till slutet av året ha färdigställt produktionsutrustning i Louisville, Colorado, för en ny typ av litiumbatterier. Batterierna använder ingen flytande elektrolyt. Det betyder att celler, moduler och batteripaket inte behöver slabba med vätska vilket gör konstruktionerna enklare. Dessutom blir de säkrare än dagens litiumjonbatterier. Vilket i sin tur ytterligare förenklar bort säkerhetsteknik ur batteripaketet. Kylning behövs inte, till exempel. Tillverkningen sker med automatiserad standardutrustning för rulle-till-rulletillverkning som företaget tror kan användas i dagens batteri-gigafabriker. Finansieringen kommer bland annat från BMW, Hyundai och Samsung. Tekniken stammar ur ett forskningsprojekt på University of Colorado Boulder. Nyckeln är en litium-anod med hög kapacitet. Elektrolyten är gjord av litium, svavel och fosfor. Energitätheten är 300 Wh/kg – att jämföra med cirka 250 Wh/

kg för dagens litiumjonbatterier. I labbet klarar den 200 laddningscykler och fungerar i temperaturer upp till 150 °C. Utöver elbilar ser vd Doug Campbell tillämpningar inom elektronik, försvar och medicinteknik. Produktionen ska vara igång nästa år och output från den – 10 MWh/år är takten – kommer att användas för att kvalificera tekniken för fordonselektronik, flyg och rymd, och försvar. Om 1,5 år hoppas Solid Power att dess batterier finns i kommersiella produkter – dock ej bil, ­vilket blir steg två. Tidningen Electrek rapporterar och passar på att påminna oss om att alltid vara skeptiska mot påstådda batterigenombrott tills resultaten ligger på bordet. År 2010 kostade litiumjonbatteripaket i snitt 1 000 dollar/ kWh. År 2016 var priset nere i en fjärdedel. Den magiska gränsen på 100 dollar/kWh ska nås år 2020 – det är i alla fall batteritillverkaren Teslas senaste prognos. 100 dollar/kWh är samma tillverkningspris som Solid Power initialt siktar på. Marknadsvolymen för elbilsbatterier är idag 100 GWh/år och har spåtts vara 1,5 TWh år 2030. I år hade det efter första halvåret investerats 1,6 miljarder dollar i nya batteriföretag, att jämföra med 800 miljoner – totalt – i fjol. JAN TÅNGRING jan@etn.se

AI-verktyg blir Stingbolag KTH-studenterna bakom det enligt uppgift lättanvända deep learning-verktyget ­Quantumnet blir Stingbolag. Deras företag heter Perceptilabs och utvecklar ett verktyg som ska göra det enkelt dels att konstruera artificiell intelligens med hjälp av tekniken deep learning, och dels att förstå AI-modellen som skapas. Verktyget heter QuantumNet och ska enligt Perceptilabs ta bort den djupa matematiska kunskapen ur arbetet. Programmeringen sker via drag & drop av byggblock och användaren kan i realtid övervaka hur AI-modellen utvecklas under inlärningen. Företaget är just nu i färd med att utveckla en ny design och användargränssnitt för att göra produkten mer företagsanpassad och tilltalande, och för att göra det enklare att jobba i projekt. – Det går framåt! Vi börjar få en stabil och bra affärsmodell för hur produkten ska säljas, vilket är kul, säger en av företagets grundare, Martin Isaksson, till Elektroniktidningen. I höst åker företaget över till Silicon Valley och träffar dels en accelerator där, och besöker dels Y Combinator Startup School. Perceptilabs är ett av 14 pro-

jekt som antas av affärsinkubatorn Sting i höst. AI är en gemensam nämnare för flera av dem. –  Den här omgången ser vi en tydlig trend i ett ökande antal startups som utnyttjar kraften i artificiell intelligens och deep learning för att tackla stora utmaningar relaterade till exempelvis säkerhet, hälsa och klimat, säger Karin Ruiz, affärscoach på Sting. Sju av projekten antas till en kortare period i Sting Accelerate och sju, inklusive Perceptilabs, till det lite längre programmet Sting Incubate. Alla håller till i A house. Som Stingbolag blir man handledd i affärsutveckling och finansiering. Dessutom får man stöd vid rekrytering samt tillgång till Stings nätverk av industrikontakter och investerare. Företagen har också möjlighet att få en investering om 300 000 kronor från Propel Capital. Sedan starten 2002 har Sting handlett drygt 240 startups som omsatte drygt 2,1 miljarder år 2017 och har attraherat knappt 4,5 miljarder kronor i privat kapital. Bland alumnerna finns företag som Barnabys, Bioservo, DP Organizer, Karma, Video­ plaza, Volumental och Yubico. JAN TÅNGRING jan@etn.se

Vill du ha en Raspberry Pi? – den populära enkortsdatorn från Farnell element14

OKTOBERCHANS

EN!

Vi delar ut tio Raspberry Pi modell 3 B+ bland de som tecknar en ny prenumeration på Elektroniktidningen. Även trogna prenumeranter som förnyar sina uppgifter kan delta i kampanjen. Gå in på etn.se/prenumerera och fyll i dina uppgifter! Farnell element14 sponsrar kampanjen, som pågår fram till midnatt den 31 oktober. Tidningshuvud



05-12-12

14.29

Sida 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


Bredaste utbudet av elektronisk utrustning

mouser.se

Auktoriserad üterfÜrsäljare av halvledare och elektronisk utrustning


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

Battericeller i fokus för Northvolt Svenska Northvolt ska bygga en av världens största och mest moderna fabriker för tillverkning av litiumjonceller i Skellefteå. Den första delen i jätteprojektet är en utvecklingsanläggning i Västerås, kallad Northvolt Labs. Där ska företaget utveckla och industrialisera ­battericeller med början under nästa år.

D

en 27 april i år fick Northvolt miljötillstånd för sin anläggning i Västerås. Samma dag ­ satte företaget spaden i marken, och just nu rullar bygget på. Om allt går enligt plan ska byggnaden på 19 000 kvadratmeter stå färdig under det första kvartalet nästa år. Därefter är det dags att börja installera all utrustning. Under andra halvan av nästa år ska anläggningen vara klar att tas i bruk. I Västeråsanläggningen kommer det att finna både ett forsknings- och utvecklingscenter samt en industrialiseringslina. Den se-



nare blir en hel produktionslina, som däremot inte är optimerad för volymtillverkning utan för att utveckla nya produkter. Fullt utbyggd får den en kapacitet på minst 125  ­ MWh per år. Som jämförelse ska den kommande fabriken i Skellefteå kunna tillverka motsvarande 32 GWh per år. – I Västerås har vi möjlighet att tillsammans med partners och kunder utveckla battericeller för de speciella krav som kunderna ställer. Tillsammans kan vi utveckla, testa och kvalificera produkter och processer före den storskaliga produktionen som

sedan ska ske i Skellefteå, förklarar Jesper Wigardt, kommunikationsansvarig på Northvolt. E N T R E N D S O M G Y N N A R ett företag som Northvolt är att dagens biltillverkare visar ett starkt intresse av att vilja gå ifrån att använda batterier i form av färdiga batteripackar till energienheter vars design och kemi anpassas efter önskade egenskaper. Genom att skräddarsy cellerna går det exempelvis att spela med parametrar som hur många cykler ett batteri kan ladda, energidensitet, hur snabbt batteriet kan laddas upp och hur snabbt det kan laddas ur.

– Cellerna kommer framför­ allt att vara tillverkade av våra egna aktiva material som kan blandas och mixas på olika sätt för att få önskade egenskaper. Samtidigt ska Northvolt även utveckla battericeller i standardformer. – I vår produktroadmap planerar vi att ha ett mindre antal standardiserade battericeller i olika format som sedan kan modulariseras, serie- och parallellkopplas, med och utan aktiv kylning i batterisystemet, säger Jesper Wigardt och fortsätter: – Det finns stora synergier och optimeringar i att designa batterier med ett modulärt och skalbart koncept, inte minst för att få upp volymerna i produktionen. På så sätt vill företaget erbjuda lösningar till ett stort antal til�lämpningar på olika marknader. De standardiserade battericellerELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


FAKTA:

Vill elektrifiera i fem steg Northvolt har en elektrifieringsstrategi som företaget kallar ”Stairway of elektrification”. Den är indelad i fem trappsteg, där en ny kund kommer in på en viss nivå beroende av sin tidigare erfarenhet inom batteriteknik. Northvolts strategi är att hjälpa kunderna uppför trappan. Trappan refererar till batteri­system, där celler är ­integrerade. Så här ser trappan ut, steg för steg: • Tailored cells (översta steget) – Northvolt utvecklar, industrialiserar och tillverkar skräd-

darsydda celler åt kunden. • Produce – Northvolt säljer ­celler till en kund, som till­ verkar batterisystemet själv. • Design – Northvolt designar moduler och batteripackar så att kunden kan låta tillverka hos andra leverantörer. • Parts – Northvolt säljer standardceller till ett företag som gör moduler och batteri­ packar. • Solution (understa steget) – Northvolt säljer standardceller till kunden, som köper moduler och batteripackar av tredjepart.

FAKTA:

Northvolt i korthet

Jesper Wigardt

na ska kunna fungera som byggblock i batterimoduler som kan användas i allt från bilar, lastbilar, bussar och båtar till energilagring i nätet och mycket annat. Även om Northvolts huvudfokus är storskalig tillverkning av battericeller så planerar företaget också att erbjuda batterimoduler och batteripaket som en extra service. I februari presenterades en första prototyp av en batterimodul. – För att modul- och batteri­ packar ska fungera och vara säkra krävs cellbalansering och övervakning. Vi utvecklar ett eget BMS-system för att ha bättre möjlighet att optimera livstid och funktionalitet av batterisystemen, förklarar Jesper Wigardt, och förtydligar: – En battericelltillverkare har en oerhört bra möjlighet att utveckla och optimera sitt eget ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

I oktober är det ett år sedan det blev klart att svenska Northvolt ska bygga en storskalig fabrik, kallad Northvolt Ett, för tillverkning av litiumjonbatterier i Skellefteå samt en demonstrationsoch forskningsanläggning i Västerås, kallad Northvolts Labs. Peter Carlsson – tidigare logistikchefen på Tesla – leder jätteprojektet. I Västerås ska Northvolt kvalificera och industrialisera sina produkter tillsammans med kunder. Forskningsanläggningen började byggas strax innan sommaren i år. Den beräknas skapa 300 till 400 jobb på fem års sikt och kosta runt en miljard kronor att färdigställa. Även Northvolt Ett har börjat byggas. I juni fick företaget miljötillstånd för jättefabriken i Skellefteå som ska byggs i fyra steg, där varje delsteg får en batterikapacitet om

BMS, eftersom det finns väldigt mycket kunskap och data från tillverkningsprocessen som kan användas för att förbättra slut­ applikationen. BMS är kort för Battery Management System. är som sagt battericeller, och kemin som företaget satsar på kallas för NMC, kort för nickel, mangan och kobolt. Den bygger på ungefär samma råvaror som ingår i dagens elbilsbatterier, men sammansättningen är helt annorlunda. Jämfört med tidigare cellgenerationer kommer Northvolt att använda betydligt mer nickel och klart mindre kobolt i sin konstruktion, vilket ökar energieffektiviteten. Den högre energieffektiviteten ställer samtidigt extremt hårda krav på utvecklingsarbetet och

H U V U D F O K U S F Ö R N O R T H V O LT

8 GWh per år. År 2023 ska fabriken vara helt färdigbyggd. Målet är att bli Europas största batteri­f abrik som på 400 000 kvadratmeter kan producera 32 GWh årligen, vilket motsvarar närmare en halv miljon elbilar i kapacitet. Fabriken i Skellefteå beräknas skapa mellan 2 000 och 2 500 jobb och kosta cirka 30 miljarder kronor, varav lejonparten ännu inte säkrats. Hittills har Northvolt fått in drygt en miljard, som ska gå till att bygga forskningsanläggning i Västerås. Företaget har garanterats motsvarande 520 miljoner kronor i lån från Europeiska Investeringsbanken medan Energimyndigheten gett ett stöd på 146 miljoner kronor. Bland annat Scania, ABB, Siemens, Skellefteå Kraft och Vestas har satsat drygt 100 miljoner kronor vardera.

tillverkningen av battericellerna. Råmaterialet måste exempelvis vara renare än det som används tidigare, medan tillverkningen och slutmonteringen kräver en renhet som Northvolt hävdar närmar sig den vid halvledartillverkning. Trots att anläggningen i Västerås ännu inte är klar har företaget redan tagit fram en första serie med battericeller som tillverkats av samarbetspartners i Japan. De cellerna, cirka 50 stycken, var klara i mars och under en pressträff i april berättade Peter Carlsson, vd för Northvolt, att de såg bra ut och höll på att testas. Några detaljer kring testresultatet eller om fler testceller har tagits fram vill företaget i skrivande stund däremot inte kommentera.

Förbättrad tillförlitlighet för industriella applikationer Nya kontakter från Archer Kontrol med 1,27 mm delning och horisontella och vertikala layouter i olika kombinationer med 12-80 ben. Uppbyggda med lödanslutningar för ytmontering som ger kretskortet extra stabilitet motstår de både sidledes och vridande krafter i miljöer med kraftiga vibrationer. Temperaturområde -55 °C till +125 °C Självpassande med Blind Mating Helt inneslutet kontaktsystem Testade att klara upp till 500 operationer

www.harwin.com/ kontrol

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Harwin Archer Kontrol Elektronik Tidningen 29/05/2018 Sweden June 12:25 18.indd 1




TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

Värnar miljön och levererar I Göteborg ska en exceptionellt flexibel fabrik för tillverkning av litiumjonbatterier dra igång i början av nästa år. Där ska valfria battericeller kunna användas, och kapslingen av cellerna skräddarsys i tillverkningsskedet. Det är batteritillverkaren Alelion som satsat på att snabbt leverera kundspecifika batteriprototyper, men också på att erbjuda avancerade system för energihantering.

I

januari kom beskedet att Alelion tänker investera i en storskalig fabrik som tillverkar litiumjonbatterier. Den hamnar mitt i fordonsklustret på Hisingen i Göteborg och blir enligt företaget den första i Sverige av sitt slag. – Just nu håller vi på att sätta upp fabriken. Den har skapat mycket uppmärksamhet. Vi fick till och med besök av energiministern i veckan, som var intresserad av vårt miljöfokus, berättar Daniel Troedsson, vd på företaget. finns sedan tidigare, med den ska uppgraderas och ny utrustning ska installeras så att robotar kan sköta produktionen, helt automatiskt. I dagsläget slutmonterar Alelion batterier med hjälp av en äldre produktionslina i byggnaden, men den äldre linan är bara till hälften automatiserad och kräver inblandning av människor i det dagliga arbetet. – Förändringen gör att vi ökar vår produktionskapacitet med cirka en faktor tio. Vi skalar upp så att vi kan producera upp till 500 MWh per år. Det motsvarar batterier för sammanlagt cirka 10 000 Teslabilar. Produktionstekniken som Alelion planerar att använda är patenterad. Finessen är dess flexibilitet. Linan kan använda olika typer av

FA B R I K S L O K A L E N

celler och olika typer av cellstorlekar för att bygga ihop en batterimodul i önskad storlek. – När vi bygger ihop batteripacken, eller libbor som vi kallar det, kan vi sätta samman ett önskat antal celler på det sätt vi vill. I produktionslinan skärs sedan sidoband automatiskt, klipps i passande längd och lasersvetsas. – Mycket idag handlar om att försöka få in så mycket energi på så liten volym som möjligt. Det efterfrågas av typiska industrikunder, speciellt de som jobbar med fordon. K O N C E P T E T I N N E B Ä R att det går extremt snabbt att bygga prototyper. Och att det kan ske kostnadseffektivt. – För robotarna tar det bara några minuter att på plats skapa en ny modul, med elektronik. Därefter ska de monteras, och sedan är frågan integration med maskinen, säger Daniel Troedsson och konstaterar: – Under normala omständigheter kan vi ta fram en prototyp på några dagar. Den fullt robotiserade produktionslinan går hand i hand med en ny plattformsgeneration, kallad generation 3, som också är grunden för den stora flexibiliteten. Just nu har företaget prototyper framme av sin tredje plattformsgeneration. I skrivande stund håller före-

FAKTA: Under de två senaste åren har Alelion gått från 10 anställda till 50. Av dessa arbetar cirka 30 i Göteborg, medan resten finns Tyskland. Under samma tvåårsperiod har omsättningen stigit från 10 till 140 miljoner kronor. Alelion Batteries grundades 2006 av ETC Batteries och Fuelcells. Året därpå köptes företaget av privata investerare och 2016 ­noterades det på Nasdaq First North. Idag är det fullständiga namnet på företaget Alelion Energy Systems, och de största aktie­ ägarna är Pegroco Invest och Fouriertransform.



taget på att certifiera moduler med upp till 16 celler. – På ritbordet har vi moduler med ännu större mängd celler, exempelvis 24, avslöjar Daniel Troedsson. En av flera detaljer i utvecklingsarbetet är att hantera skalningen, då storleken på modulerna påverkar spänningen och vilka strömmar som går att ta ut. Det betyder att elektroniken och mjukvaran som sitter i modulerna för att övervaka och styra måste anpassas till den aktuella konstruktionen. – Ja, det är också en del av konceptet. Det är ju inget som per automatik säger hur du kopplar

ihop allt. Det är olika beroende vilken maskin som batteriet ska sitta i. – Just nu håller vi på att ta fram kretskort och lösningar för att kunna hantera ett antal olika case där vi ser att vi har flera kunder. Den elektroniken kan du sedan använda för rätt många konfigurationer, dock inte alla. Till detta kommer att Alelion bygger in redundans i alla sina moduler och batterisystem. Så även om ett fel uppstår någonstans, så händer inget farligt. J U S T D E N D E L E N – att ta till vara på och förstå hur en battericell eller ett helt batteri kan användas på ett smart sätt, tillhör kärnkompetensen och är något företaget arbetat mycket länge med. Alelion började faktiskt utveckla litiumjonbatterier redan 2006. Åren därpå byggde före­ taget om Fiat-bilar och sålde uppåt 80 elbilar långt innan någon egentligen börjat fråga efter sådana. – Vi var ensamma i världen om att titta på industriella batterier som kunde använda litiumjonteknik. Vid den tiden tit-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

snabba prototyper tade alla andra på mobiler och datorer, säger Daniel Troedsson. Idag står Toyota Material Handling och Jungheinrich, världens största och tredje största tillverkare av industritruckar, på företagets kundlista. Likaså finns den tyska specialfordonstillverkaren Kamag där. Med kunder likt nämnda är det inte förvånande att Alelion investerar i kostnadseffektiv produktion. Planen framåt är att utveckla företaget inom två huvudsakliga områden. Det ena är att bredda sortimentet till andra segment. Det sker med en försiktighet, och en inriktning mot industriella fordon, eller åtminstone fordon som ska klara lite tuffare tag. Det andra är att vidareutveckla Alelion Intelligent E ­ nergy System, AIES, som är ett energi­ hanteringssystem som styr laddningen och urladdning av batterier. För bara någon vecka sedan

fick Alelion drygt 600 000 kronor i bidrag av EIT (European Institute of Innovation & Technology) för att fortsätta utveckla sitt energihanteringssystem. Motivet är att EU anser att AIES i framtiden kan bidra till att skapa ett mer hållbart europeiskt energisystem med lägre utsläpp av koldioxid. S Y S T E M E T B YG G E R delvis på patenterad teknik som utvecklats av tyska Caterva, som specialiserat sig på avancerad teknik för optimering av lokal energilagring. Alelion köpte företaget i mars i år, och idag är det ett helägt dotterbolag. – Vad det handlar om är att koppla upp energilager med litiumjonbatterier, såsom batte­ rierna i en fordonsflotta, mot elnätet för att optimera laddning och urladdning. Då fungerar batterilagrena som små kraftverk som hjälper till att balansera till-

Samtidigt kan ägaren av gång och efterfrågan på batterierna tjäna pengar elnätet, så kallad peakgenom att sälja energi shaving. som för tillfället inte beFör att åskådliggöra hövs. problemet beskriver – Det är superintresDaniel Troedsson ett sant, tycker jag själv, för typiskt logistiklager det har verkligen stor med kanske 200 truckar. Genom att se till att Daniel Troedsson påverkan när du flyttar truckarna inte laddar samtidigt laddningen i tiden. – I vissa länder är det många och inte under den tid då elen är som dyrast, går det att spara både hundra gram i koldioxidutsläpp som det dippar per kilowattimme pengar och miljö. När truckarna inte används mellan high-peak och low-peak. Samtidigt kan AIES också ankan systemet växla mellan att ladda dem, när elpriset är lågt, vändas för att hantera laddning och att låta ladda ur dem och av elbilar i hemmen. – Säg att tio grannar vill ladda sälja elen på nätet, när elpriset är högt. På så sätt balanserar syste- sina elbilar samtidig. Då kan vi met effekttopparna och jämnar exempelvis använda batteriet i ut efterfrågan på energi. Där- källaren hos någon av dem för att med bidrar AIES till att minska stötta övriga grannars laddning. Hittills har denna lösning enutsläpp av koldioxid eftersom elbolagen normalt hanterar bart lanserats i Tyskland, där den energi­toppar genom att öka el- sålts till dryga 200 kunder. produktionen i kraftverk som ANNA WENNBERG anna@etn.se ofta körs på fossila bränslen.

DELTA – Sveriges närmaste EMC och Miljötålighetslab! Erbjuder tester, konsultation och utbildning inom: EMC LVD Klimat Vibration IP-tester

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

Läs mer om oss på www.madebydelta.se




TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

konstruera lättproducerade, tåliga, säkra batterier till låg kostnad är en utmaning. Hittills har en första generationen av LionBrix och eBrix tagits fram. Produkterna tillverkas i Micropowers fabrik i Växjö, som också tillverkar batteriladdare. – Vi har gått vidare till nästa generation. Den första serien är färdig. Jag kan inte säga så mycket om den, men modulerna gör vi inte mycket med utan det handlar helt klart om mjukvaruutveckling som gör allt smidigare och enklare.

Tillverkar batteri och laddare under samma tak Micropower är känt för sina batteriladdare, som tillverkas i Växjö. I början av förra året köpte företaget ett utvecklingsteam i Göteborg, som är specialiserat på litiumbatteri­ teknik. Därmed har förtaget lagt grunden till en komplett energilösning med både egenutvecklade batterier och laddare. Nu finns det planerar på att även bygga en fabrik för batterimoduler i Växjö. – Vi är det enda företaget som idag tillverkar både laddarlösning och litiumbatteriet, säger Torbjörn Sundström och fortsätter: – Jag känner i varje fall inte till något annat. Det finns ju de som sätter sitt varumärke på endera produkt, men vi har ju faktiskt genuint konstruktionsansvar och egen tillverkning av båda. Det är en väldig fördel, för vi kan styra processen från två håll. Idag är Torbjörn Sundström tillsammans med Dag Lundström ansvariga för verksamheten i Göteborg. För drygt fyra år sedan drog de två igång Specificate Innovation i Göteborg. Knappt tre år senare – i februari förra året – köpte Micropower verksamheten som idag är ett dotterbolag med namnet Micropower Lionova. – Vi är ett rent utvecklingscenter, men vi har även fått marknadsansvar för energilagring



inom Micropower. Det är ett nytt marknadsområden som ännu inte kommit så långt. Det handlar om stationär kraft, som solceller, vindparker och drivning av telekombasstationer. Under de tre åren på egna ben utvecklade Göteborgsteamet grunden till ett modulbaserat system för litiumjonbatterier, kallat LionBrix. – Vi såg att många projekt inte blev av för att det var för dyrt att utveckla specialbatterier. Då sa vi att vi måste göra nått som är likt legobitar, som går att köpa ur en katalog och byggas ihop i den formfaktor, kapacitet och spänning som man vill ha, utan att tumma på trygghet.

I varje modul sitter det elektronik och mjukvara som hanterar allt från att mäta temperatur och spänning till intelligent styrning och kommunikation med omvärlden.

– här döpt till eBrix – måste till för att skapa ett helt batterisystem. Den övervakar modulerna – exempelvis sköter den balanseringen så att alla moduler har samma laddstatus – och är dessutom gränssnittet till användarens system. I ett fordon hanterar enheten all styrning och integration till fordonet, samt kommunikationen med laddaren. – I ett hussystem med solcells­ anläggning så är det eBrix som tar emot och ger ifrån sig strömI D A G B E S TÅ R L I O N B R I X av fyra olika modulversioner, som alla är men och kommunicerar med identiska förutom längden. De solanläggningen. Det är gränskan byggas ihop av celler med en snittet mot användaren, som exmängd olika egenskaper, utan att empelvis kan koppla in sig för att behöva ändras. Den minsta mo- fråga efter laddstatus eller styra dulen består av 16 battericeller, laddaren den vägen. Genom hela systemet finns den största har 72. Alla har cellfull redundans. Alla sensorer spänningen 3,7 V. Med modulerna går det att finns i dubbla versioner och det går att styra och mäta bygga lösningar från på två sätt oberoende 24 V upp till 800 V, med av varandra, för att allkapacitet från 45 Ah och tid säkerställa att inga uppåt. farliga situationer kan – Sen kan de parallell­ uppstå. kopplas upp till flera – Jättesäkra och jätteMWh. Men det är fortfadyra batterier är inte så rande bara antalet moduler som man spelar med. Torbjörn Sundström svårt att bygga, men att EN CENTR AL ST YRENHET

Micropower ett service- och analysverktyg, kallat GET, som ligger i molnet. Än så länge är det en tjänst för företagets laddare, men även batterierna ska anslutas inom kort. – Idag görs redan detta i vissa kundapplikationer, men då är det kunden som tar hand om data från vårt batteri. På sikt ska vi själva kunna göra det direkt via laddaren, då kan exempelvis våra servicetekniker få information om något problem skulle uppstå. – Vi blir mer och mer av ett tjänsteföretag, även om vi tillverkar produkter, konstaterar Torbjörn Sundström. Strategin är att tillverka få ­artiklar i höga volymer. I Växjö har som nämnts produktionen kommit igång, men planen är att bygga en stor fabrik för litiumjonmoduler. Några detaljer om fabriken vill företaget dock inte släppa i skrivande stund.

I VÅ R A S L A N S E R A D E

N Ä R E X PA N S I O N E N drar igång på allvar kommer företaget att behöv anställa i Växjö. Det talas om ett 30-tal personer, varav 15 till 20 ska arbeta i den nya fabriken. – Vi letar även folk till utvecklingen här i Göteborg. Högst på listan just nu står mjukvaruingenjörer och elektronikkonstruktörer, men också mekanikingenjörer. I dagsläget arbetar tio personer med utvecklingen i Göteborg. – Närmast siktar vi på att bli 15 personer, men sen kommer vi att expandera ytterligare, säger Torbjörn Sundström.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


En fyrkant har aldrig varit mer mångsidig ICS - Modulär elektronikkapsling Lösningarna som erbjuds med det modulära kapslingssystemet ICS är lika varierande som kraven på framtidsinriktade automationsapparater. Med ICS erbjuds ett kapslingssystem i olika storlekar, variabel anslutningsteknik, samt med möjlighet till bussanslutningar.

För mer information ring 08-608 64 00 eller besök phoenixcontact.se/ICS

© PHOENIX CONTACT 2018


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

Elektronisk säkring gör Om man byter ut dagens mekaniska mikrobrytare i säkringsskåpet mot elektroniska brytare som dessutom kan mäta och styra strömmen går det att skapa helt nya tjänster. Som att fjärrstyra värmen. Lösningen kommer från uppstartsföretaget Blixt som inom kort släpper ett utvecklingspaket för alla som vill experimentera med den nya tekniken.

D

agens säkringar för 230 volt är rent mekaniska och måste återställas manuellt när de löst ut. Eller bytas om det handlar om en smältsäkring som den klassiska porslinsproppen. – Vi är de enda som helt och hållet ersatt all mekanik i mikrobrytarna med elektronik, säger Trued Holmquist, en av fyra grundare av Blixt Tech. Men visionerna hos uppstartsföretaget är betydligt större än att putta ut de mekaniska dvärgbrytarna från proppskåpen. Lösningen kan även mäta och styra strömmen i realtid, så den kan reglera den tillförda effekten. Eller i helt andra sammanhang, som i testriggar till fordon för att koppla in och ur signaler och ström.

– När vi började fundera på det här gjorde vi en snabbskanning av patentsituationen och hittade inget, vilket överraskade oss. Vi trodde att sånt här fanns. Men tittar man på de dvärgbrytare som jättar som ABB, Schneider, Siemens eller Hager tillverkar så är de rent mekaniska. Det här är både bra och dåligt för Blixt. Bra för att konkurrensen är minimal. Blixt har bara hittat ett förtag som tänkt i samma banor men lösningen är för stor för att rymmas i dvärgbrytaren. Konkurrenten är dessutom bara verksamma i USA.

I sämsta fall tar det 250 ns för den elektroniska säkringen att bryta fasen. Det är betydligt snabbare än för en smältsäkring. I och med att brytaren hela M I N D R E B R A är att reglerna för certifiering av dvärgbrytare är tiden ligger och mäter effekten skrivna för mekaniska lösningar. – även när den löst ut – skulle Det går därmed inte att certifiera den mycket väl kunna släppa på en elektronisk dvärgbrytare. För strömmen automatiskt när kortatt brytaren ändå ska gå att sälja slutningen är borta. – Vad vi kan göra är en sak och kommer det till att börja med att vad vi får göra en anfinnas en smältsäkring i nan. Det bestäms av vad serie med den elektromyndigheterna säger. niska. Dagens brytare kan –  Vår säkring är inte återställa sig själva, mycket snabbare så vi därmed finns inget skrikan ge livstidgaranti på vet om automatisk återden, säger Jan Johansson ställning i reglerna. Det som är medgrundare till Blixt. Trued Holmquist kommer därför att dröja

innan funktionen kan bli praktiskt användbar i proppskåpet. E N B E T Y D L I G T L Ä G R E hängande frukt är att styra värmen i fastigheter med direktverkande el. Beroende på storlek på huset kan det vara en eller flera rum per säkring. Belysning och vägguttag ligger normalt på andra säkringar, vilket gör det förhållandevis enkelt att sätta in brytare som styr uppvärmningen. – Direktverkande el är inte så stort i Sverige, men däremot i länder som Norge och Frankrike, säger Trued Holmquist. Här finns också företagets rötter. De fyra grundarna kommer alla från Manetos Labs som

FAKTA:

Fungerar som en vattenkran Brytare är egentligen fel ord för att beskriva Blixt lösning, den liknar mer en vattenkran som kan reglera flödet av strömmen än en omkopplare med två lägen. – Det handlar om att ta ner effekten så att den blir ofarlig, säger Jan Johansson. Brytaren klarar i den första versionen 32 A i det amerikanska elnätet med 110 volt och 16 A för elnät med 230 V. Att kortet bara stryper fasen gör det ­möjligt för systemet att fortsätta mäta strömmen när säkerhetsbrytaren löst ut. Hur systemet då strömförsörjs får vi inte veta annat än att det inte finns något batteri. – En av patentansökningarna handlar om det, säger Jan Johansson. Lösningen klarar såväl växelström som likström. Precis som i en mekanisk dvärgbrytare är det enbart fasen som går in på Blixt kretskort så effekten som kretsarna behöver hantera är begränsad. Förutom en Armprocesssor och minne finns en sensor och ett antal krafttransistorer på det minimala kortet.



Kommunikationen med omgivningen sker via Ethernet, fiber eller via elledningen med så kallad power line communication, (PLC). Beroende på tillämpning kan data gå direkt till molnet eller till en gateway i hemmet. Hur ofta brytaren behöver leverera mätvärden beror på applikationen. 100 gånger per sekund är inget problem, det går att få mer än så men behövs inte om man har ett elavtal med timavläsning. Handlar det om en testrigg kanske det behövs mer än 100 mätvärden per sekund. – Det går att uppgradera med mjukvaran. Kilohertz är inget problem, säger Jan Johansson. Värt att komma ihåg är att mätningarna för att skydda användaren, säkringsfunktionen, är frikopplad från de mätvärden som levereras till omvärlden. – Nödbrytning är en autonom funktion. Idag finns en fullt fungerande prototyp som tagits fram tillsammans med kontaktstillverkaren Flex. I november ska företaget börja sälja utvecklingspaket med brytare och tillhörande mjukvara. Parallellt med att ta fram

utvecklingspaketen har arbetet startat med att integrera alla komponenter i en asic, som väntar finnas framme om två till tre år. – I stora volymer skulle den kunna hamna under två dollar i tillverkningskostnad, säger Jan Johansson. Företaget siktar dock på att licensiera ut kunnandet till andra företag som skapar produkter och tjänster, inte tillverka dvärgbrytare själv. Det kan vara dagens aktörer inom elkraftområdet, elnätsbolag eller andra företag beroende på tillämpning och kundgrupp. I pipeline finns också en ny typ av kraft­ omvandlare som kan matas med och leverera både växel- och likspänning. – Det vi skjuter in oss på är inte effektiviteten även om vi får 98,7 procent. Det är kostnaden och storleken, tänk solpaneler och batterier. Omvandlaren har potential att bli tillräckligt liten för att exempelvis integreras i solpanelen. – Idag är halva kostanden för en solcellsanläggning invertern, säger Trued Holmquist.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

proppskåpet smart utvecklade ett styrsystem för värmepumpar till vattenburna uppvärmingssystem. Styrningen sker genom att ledningen till yttertermometern kapas. Istället matar Manetos in en fiktiv yttertemperatur som gör regleringen effektivare genom att man kan ta med faktorer som väderprognoser och innetemperatur. Plus att det blir enklare att exempelvis dra ned temperaturen via en app i mobilen när man är på semester men ändå vill ha rätt temperatur när man kommer tillbaka. – Vi ville bredda oss till alla typer av system, säger Trued Holmquist. Belysning är en annan intressant tillämpning. Lysdiodsbelysningar är visserligen energieffek­ tiva men kan ha en strömspik på flera hundra ampere när de

startar vilket gör att man Med Blixt teknik går det aldrig kan utnyttja en att styra bort laster i ytsäkring fullt ut, då skulle terkanten av näten vilket den lösa ut när belysunderlättar övergången ningen slås på. Det här till mer förnybar energi. är ett problem på kontor –  Vi kan hålla koll eller andra ställen med på det i och med att vi mycket belysning som mäter strömmen och Jan Johansson tänds samtidigt. detekterar nollgenom– Idag får man säkra upp när gången, säger Jan Johansson. man byter till ledbelysning. Ofta Alla tillämpningar som utgår har man 16 A trots att belysning- från proppskåpet kräver dock en inte drar mer än 5 A, säger tidsödande certifiering, då är det Trued Holmquist. betydligt enklare att komma in i testriggar för fordon. Det handlar om uppställningG E N O M AT T N Y T T J A mätningen och styrningen av strömmen går det ar där man vill koppla i och ur att ta ner spiken som uppstår när olika elektriska system och sambelysningen slås på och därmed tidigt mäta strömmen. – Vi ska börja ta fram test­ slippa säkra upp. En annan tillämpning som riggar redan i år och leverera de skulle kunna vara intressant för första innan årsskiftet. Tankarna på den elektroniska elnätsbolagen är lastbalansering.

brytaren tog form runt 2014 och två år senare skickades den första patentansökan in. Det visades sig dock vara svårt att både driva ett litet uppstartsföretaget som ­Manetos Labs och parallellt utveckla en helt ny produkt. I våras köpte därför de fyra grundarna ut patenten och startade Blixt. H I T T I L L S H A R G R U N D A R N A stått för finansieringen plus att f­öretaget fått bidrag från bland annat Energimyndigheten. Inom kort ­ ska den första såddfinansiering vara säkrad men för att gå i mål med certifieringen och att integrera allt i en asic behövs betydligt större pengar. – Det handlar om ungefär 100 miljoner, säger Trued Holmquist.

PER HENRICSSON per@etn.se

IGBT-Driver ICs with integrated FluxLink-Isolation! SCALE iDriver: Driver ICs for MOSFETs and IGBTs • Up to 1700V Isolation Voltage • For Currents from 2,5 to 8A • eSOP Package with 9.5mm Creepage-Distance • AECQ Versions available

Contact: +46 8 545 667 70 | info@broadband.se | www.broadband.se |

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

www.codico.com/shop




TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

Varje nanotråd är en liten GaAs-solcell.

Sol Voltaics:

40 procent fler watt per tak Den exakta affärsmodellen är fortfarande öppen. Men vd Erik Smith har inga tvivel om att företagets ­nanotrådar ­kommer att rita om spelplanen för solceller.

D

et är inte första gången Sol Voltaics flaggar för att ljuset syns i slutet av tunneln. Den kommersiella potentialen har aldrig varit så hög. När Elektroniktidningen första gången skrev om Lundaföretaget Sol Voltaics för snart tio år sedan, var det solceller för solkraftverk som bolaget siktade på. Idag adresserar Sol Voltaics

den gigantiska marknad som omfattar till exempel takmoduler. Idén är att addera Sol Voltaics galliumarsenid-nanotrådar som ett extra skikt ovanpå befintliga solcellsmoduler. Att använda multipla skikt som suger i sig olika delar av spektrumet är ett standardknep. Alla solceller med verkningsgrader över 30 procent är flerskiktade. Sol Voltaics har bakat in sina trådar i en film som kan appliceras på 90 procent av de solceller och moduler som finns på marknaden idag. Tillverkningskostnaden skulle öka med 5–10 procent, men verkningsgraden

med 40–50 procent. Alltså ett lite högre pris per kvadratmeter men betydligt lägre per watt. Det är i alla fall förhoppningen. Vi får se. De står och stampar och väntar nu, solcellstillverkarna. Nästa fas i bolagets plan är att se till att de kan testa och mäta på sina moduler. De första får sina prover i slutet av detta år eller början av nästa. Kanske kommer de att kunna höja verkningsgraden i sina kisel- och CIGS-solceller från 17– 19 procent till 25–27 procent. Det skulle göra skillnad. Om till exempel husägare kan få 40–50 procent fler kWh från

taket för ett pris som blir lägre per watt, når fler av dem över tröskeln till att bli nära-noll­ energihus, med marginal över för att ladda elbilen. sedan fyra år, Erik Smith, kan inte låta bli att påpeka att den nattsvarta nanofilmen kommer att göra solcells­ moduler mer estetiskt tilltalande. – Vi blir solpanelernas BMW. Han påstår sig faktisk själv en gång ha vägrat solceller till sitt egenbyggda hus i Kalifornien – för att de var för fula. Sol Voltaics utveckling är nu inriktad mot produktion.

S O L V O LTA I C S V D

FAKTA:

Efter decennier kan GaAs-solceller äntligen bli prisvärda Sol Voltaics undanröjer det sista hindret för galliumarsenidsolceller – det höga priset. Galliumarsenidceller strömförsörjde satelliter redan 1965. Det är dessutom det material som länge lett i verkningsgrad med ett rekord på 28,8 procent, okoncentrerat. Men tillverkningen har varit för kostsam. Sol Voltaics tillverkar nano­trådar av galliumarsenid 100–1 000 gånger snabbare än alla andra. Det är grunden för det låga priset. Att bygga en solcellsfilm av trådarna har krävt ytterligare genombrott.



Följande är Sol Volatics tillverkningsprocess i sin helhet: producera nanotrådar av gallium­arsenid, orientera dem alla åt samma håll jämnt fördelade på en yta, stabilisera dem i en film och till sist sätta fast filmen på en befintlig solcell. av patent och företagshemligheter, men det första steget kallas aerotaxi. Där andra bygger nano­trådar på substrat, växer Sol Voltaics trådar fram atom för atom på ett guldkorn som svävar genom två ugnar fyllda med en p-dopad respektive en n-dopad aerosol av GaAs. Tråden blir ett par hundra nanometer lång och har

D E TA L J E R N A S K Y D D A S

tre segment: guldpartikel, pdopad GaAs och n-dopad GaAs. Det sista steget är monteringen av filmen på en befintlig solcell. Därmed uppgraderas denna solcell till att bli tvåskiktad. Strömmen från de två skikten tas ut separat. Varje nanotråd är en liten solcell som absorberar de högfrekventa fotonerna. De lågfrekventa passerar till skiktet under. Kombinationen ska kunna ge en total verkningsgrad på 27–28 procent. Sol Voltaics är en av professor Ulf Samuelssons avknoppningar från den världsledande nanoforskningen på Lunds universitet.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


– Vi är förbi forskningsstadiet. tal till 500. Eller kanske 2 500 – Det är ingenjörsarbete som gäller. det beror på affärsmodellen. – Vi har investerare som vill ha Effektiva lösningar för alla processteg finns på plats för allt avkastning. Det blir deras krav från aerotaxi (se faktaruta) till som styr i stor utsträckning. Plus integrering med andras solceller. tillgången på kapital. Då och då pumpas nya utveckProcesser, verktyg och parametrar ska trimmas iterativt i lingspengar in i Sol Voltaics från produktionsvändor som följs av investerare. 140 miljoner kronor år 2016, och i fjol ytterligare 180 justeringar – och nya vändor. Även med högsta växeln ilagd miljoner. – Ett problem är att mycket av skulle Sol Voltaics bara kunna adressera kanske en tjugondel av pengarna därute finns hos riskkapitalister som vill ha sin potentiella marknad snabb avkastning. Vi är om 4–5 år. ingen Uber, ingen app, – Det skulle vara ett ingen Sonos, ingen finmassivt åtagande bara tech – vi är deep tech. Vi det. Vi kan inte skala upp behöver söka efter tålsnabbare än så. Men vi modigare pengar. ska göra vårt bästa för att – Men världen behöver nå så många som möjligt Erik Smith oss. Det behövs någonså snabbt som möjligt. Exakt vilken roll som Sol Vol- ting diametralt nytt, med tanke på taics ska ha i näringskedjan – till- det som händer med klimatet. verkning, licensering, och så vidare – vill Erik Smith hålla öppet. Hur säker är du på att Sol Voltaics – Vi har våra idéer. Vi är fort- teknik kommer att göra succé? farande tillräckligt färska för att – Mer säker än jag någonsin varit inte behöva besluta ännu. Vi kan under utvecklingens gång. Idag göra allt från att bara sälja våra har vi en tydlig inriktning och vet nanotrådar på flaska till att göra precis vad som återstår att göra allt själva. Men det finns också och vad vi behöver visa och demånga optioner däremellan. monstrera. kommer att fortsätta stå under Sol Voltaics och Lunds universitets kontroll via patent och tekniska lösningar. Patent finns också bland annat kring det sista steget, integreringen med andras solceller. I övrigt är produktionsutrustningen av standardtyp. Om 4–5 år kan personalstyrkan ha vuxit från dagens sextio-

A E R O TA X I T E K N I K E N

Sol Voltaics film kan adderas som en extra solcell på merparten av dagens solceller.

Möjligheten finns väl ändå att någon annan dyker upp med bättre teknik?

– Visst. Det dyker hela tiden upp nya material. Där har vi å andra sidan en fördel i att vårt material tvärtom är extremt gammalt – 20, 30 år. Det är väl kartlagt och därmed inget hinder mot finansiering. JAN TÅNGRING jan@etn.se

UNICH MEET US IN M MBER 13 -16 NOVE

018 Main electronica 2

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

4 R24 Booth 43

AE-CLOUD1 KIT

Cloud-connected - in ten minutes Microsoft Azure, Google or Amazon Web Services Ready to Go! Connect to the Cloud with WiFi or Ethernet Everybody is talking about it: the Cloud! Renesas Electronics and their new AE-CLOUD1 Kit are giving proof on how quick and easy cloud access can be by utilizing a Microcontroller based Embedded System. With the help of the quality software of Renesas‘ Synergy Platform and the impressing Synergy S5D9 Microcontroller it´s possible to lower design cost and also save time in the future. Let´s start testing!     

GaAs-trådarna byggs upp på guldkorn som svävar genom ugnar med aerosoler av p- och n-dopad GaAs.

Hall C4 3 HaBlloothC312

120MHz S5D9 Cortex-M4 MCU with up to 2Mbyte Flash With WiFi Module and Segger “J-Link-Lite-for-Synergy” debugger Sensors for data upload to the Cloud With web-dashboard Source Code Ordercode: YSAECLOUD1

For more information on Renesas AE-CLOUD1 +46 706 57 91 23 Committed to excellence

www.rutronik.com




TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

LTC6811 är Analog Devices senaste övervakningskrets för flercellsbaserade batteristackar. Den inkluderar en stabil ­spänningsreferens, högspänningsmultiplexerare och dubbla 16-bitars delta-sigma AD-omvandlare samt kan spänningsmäta upp till 12 seriekopplade batteri­celler med bättre än 0,04 procents noggrannhet. Likaså inkluderar den två inbyggda seriella gränssnitt på 1 MHz, ett SPI-gränssnitt för anslutning till en lokal mikroprocessor och isoSPI-gränssnitt.

Enklare och säkrare IKEL

O

PE R

R TA T

Konceptbil från BMW visar vägen

EX

med trådlös batterihantering

m ett litiumjonbatteri ska fungera tillförlitligt under lång tid måste det hanteras väl – det kan inte arbeta vid de yttersta gränserna för sitt laddningstillstånd (SOC, state of charge). Litiumjoncellernas kapacitet minskar över tid och användning, så varje cell måste styras för att hålla sig inom ett begränsat laddningstillstånd. I ett fordon krävs ett stort antal battericeller konfigurerade i en lång serie för att generera 1 kV eller mer. Elektroniken i batteriet måste fungera vid den mycket höga spänningen, och samtidigt differentiellt mäta och styra varje cell. Den måste även kunna skicka informationen från varje cell i en batteristack till en centralenhet där in-



Av Greg Zimmer, Analog Devices Greg Zimmer är produktmarknadsingenjör inom ADI:s produkt­område

signalkonditionering. Tidigare har han haft samma titel på Linear Technology, med ansvar för oscillatorer i kisel och andra produkter inom området signalkonditionering. Innan sin tid på Linear arbetade han med teknisk marknadsföring, som applikationsingenjör och med analog konstruktion.

formationen sedan bearbetas. Till detta kommer att högeffektstillämpningar i fordon utgör en utmanande miljö, här blandas exempelvis kraftiga elektriska störningar med stora variationer i temperaturområdet. Elektroniken som hanterar batteriet förväntas maximera arbetsområdet, livslängden, säkerheten och tillförlitligheten, samtidigt som kostnaden, storleken och vikten minimeras. för övervakning av battericeller har successivt förbättrats och idag har batteripaketen i fordon hög prestanda och tillförlitlighet, samt lång livslängd. Det senaste från företaget är trådlösa batterihanteringssystem, som yt-

ANALOG DEVICES KRETSAR

terligare förbättrar säkerheten och tillförlitligheten hos hela batterisystemet. Batterier är ofta uppdelade i paket, fördelade där det finns tillgänglig plats i fordonet. En modul består typiskt av 10 till 24 celler som kan vara ihopsatta i olika konfigurationer för att passa flera olika fordonsplattformar. En modulär konstruktion som denna förenklar underhålls- och garantifrågorna och kan utnyttjas som bas för mycket stora batteristackar. Det gör att batteriet kan fördelas över större områden, för att på så sätt utnyttja utrymmet mer effektivt. Det krävs ett robust kommunikationssystem för att stödja en distribuerad, modulär topologi i en omgivning med stora elektromagnetiska störningar (EMI), såsom hos ett

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

Figur2. ADI:s två-trådiga isoSPI-gränssnitt, som är integrerat i LTC6811, utnyttjar en enkel transformator och en enkel tvinnad parkabel istället för fyra kablar som CAN-bussen kräver. IsoSPI-gränssnittet ger hög immunitet mot rf-störningar och moduler kan kopplas ihop i en kedja, daisy chain, och arbeta vid upp till 1 Mbps.

Figur 3. I ett trådlöst batterihanteringssystem ansluts modulerna helt utan kabel.

el- eller hybridfordon. Isolerad CAN-buss och Analog Devices isoSPI är två beprövade lösningar som passar väl för detta. Ytterligare ett alternativ är ett trådlöst batterihanteringssystem som ansluter varje modul via en trådlös uppkoppling ­istället för en CANbusskabel eller en tvinnad isoSPI-parkabel. Analog Devices har visat upp industrins första konceptbil med ett trådlöst batterihanteringssystem. Konceptbilen för trådlös

batterihantering kombinerar LTC6811, som är Analog Devices senaste övervakningskrets för flercellsbaserade batteristackar, med trådlösa masknätbaserade SmartMesh-produkter i en BMW i3. Demonstrationen av en bil med ett helt trådlöst batterihanteringssystem representerar ett viktigt genombrott som erbjuder möjlighet till förbättrad tillförlitlighet, lägre kostnad och mindre komplicerad ledningsdragning

för stora flercellsbaserade batteristackar för el- och hybridfordon. Fordonstillverkare måste se till att förare känner att el- och hybridfordon är både säkra och tillförlitliga. Analog Devices ser nu bortom batteriövervakningskretsens säkerhet och tillförlitlighet för att lösa potentiella mekaniska fel med anslutningar, kablar och kablage i starkt vibrerande fordonsmiljöer. Hittills har metallen och stora

FAKTA:

SmartMesh-nät SmartMesh-produkter är kretsar och ­certifierade PCB-moduler med komplett programvara för masknät, som gör att sensorer kan kommunicera i tuffa industriella IoT-miljöer. Produkterna är beprövade i fält, med över 50 000 kundnät i bruk i 120 länder.

Figur 4.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

Egenskaper: • Datatillförlitlighet på mer än 99,999 procent i ­Industri 4.0-tillämpningar • T idssynkroniserad, ­kanalhoppande mask­ teknik lindrar automatiskt felen med hjälp av självdiagnostik • Robust säkerhet inkluderar NIST-certifierad AES128-kryptering



Figur 1. CAN-bussen är ett väletablerat nätverk för inkoppling av batterimoduler, men kräver ett antal extra komponenter. Implementering av en isolerad CAN-buss via LTC6811s SPI-gränssnitt kräver exempelvis tillägg av en CAN-trans­ ceiver, en mikroprocessor och en isolator.


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

elektromagnetiska störningar i fordonen ansetts vara en för tuff miljö för att trådlösa system ska vara tillförlitliga. SmartMesh-nät erbjuder dock ett verkligt redundant uppkopplat system, då det använder både väg- och frekvensalternativ för att routa trådlösa meddelanden runt hinder och för att undvika problem med störningar. Inbyggda trådlösa SmartMeshnät ger över 99,999 procents tillförlitlig dataöverföring i tuffa miljöer, såsom övervakning av eller i exempelvis spårvagnar, gruvor eller processindustrin. Genom att ge samma tillförlitlighet som trådkoppling och ändå utesluta mekaniska anslutningsfel visar konceptbilen på den trådlösa teknikens förmåga att göra hela systemet mycket mer tillförlitligt och förenkla utformningen av batterihanteringssystem för fordon.

Figur 5. Batteriövervakning med CAN-buss.

Figur 6. Batteriövervakning med isoSPI.

med ett SmartMesh-nät ger möjlighet till ny funktionalitet, som för närvarande inte är tillgänglig i trådbundna system. Det trådlösa masknätverket möjliggör flexibel placering av batterimoduler, och sensorer kan installeras där det tidigare varit olämpligt att ha kablar monterade. Ytterligare data som är relaterad till noggrannheten för beräkningar av batteriets laddningstillstånd, som exempelvis ström och temperatur, kan enkelt samlas in av batterihanteringssystemet genom tillägg av sensorer som är SmartMesh-aktiverade. SmartMesh tidssynkroniserar automatiskt varje nod inom några få mikrosekunder, och tidsbestämmer noggrant mätningar vid varje nod. Förmågan att tidskorrelera mätningar från olika ställen i ett fordon är ett viktigt redskap för mer noggrann beräkning av batteriets laddningstillstånd och hälsotillstånd. En SmartMesh-nod med lokal bearbetning vid varje modul förbättrar den normala batterihanteringsfunktionen och möjliggör även smarta batterimoduler, där diagnostik och kommunikation kan vara tillgängliga för förbättrad montering och service.  n

E T T B AT T E R I H A N T E R I N G S S YS T E M

Figur 7. Batteriövervakning med SmartMesh WSN.

Figur 8. Batteriövervakning och ytterligare sensorer inkopplade med SmartMesh WSN.

Bli medlem i SER nu! SER är föreningen för Sveriges Elektro-, Data- och IT-ingenjörer. Vi arrangerar studiebesök, föredrag och seminarier för våra medlemmar där du får möjlighet att höra det senaste inom olika teknikområden. Genom oss kan du utöka ditt kontaktnät och möta nya intressanta företag. I medlemskapet ingår även Elektroniktidningen, Nordisk Energi samt vår egen medlemstidning Elteknik. Läs mer om oss på www.ser.se Du kan även mejla oss på ser@ser.se



ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


POWERBOX Mastering Power

A Cosel Group Company

Kraftaggregat till krävande applikationer Powerbox strömförsörjningslösningar säkerställer trygg tillgänglighet i våra kunders känsliga och krävande applikationer. Baserat på 44 års erfarenhet så kan vi hantera krav som spänner från volt till kilovolt, eller enstaka watt till kilowatt. Vänd er till oss med förtroende när funktionen är avgörande för såväl er som era kunder. Detta kan tex vara ett höghastigetståg som alltid måste fungera, ett avancerat system på havsbotten som kräver en säker och underhållsfri drift, en robot i en produktionslina där ett fel skulle lamslå en hel bilfabrik, ett flygplan på 10.000 meters höjd där funktionen är avgörande för säkerheten eller där någons liv hänger på tillgängligheten i ett livsuppehållande medicinskt system. Powerbox är ett företag i Coselgruppen, tillsammans är vi sanna experter inom strömförsörjning.

Besök oss på Elektronica 13-16 november i Hall A5 – Monter 415 POWERBOX AB Tel: 0158-703 00 info.se@prbx.com prbx.com


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

Ett recept för en optimal

USB

3.1 Generation 2, har snabbt fått ett stort genomslag i portabel konsumentelektronik. Med Typ C-kontakt kan den komma att slå ut konkurrerande trådad teknik för överföring av data och energi i elektronikprodukter inom såväl IT, konsument och industri som inbyggda system generellt. Den kanske viktigaste faktorn bakom detta är strömförsörjningen PD ­(Power delivery). Medvetenheten om potentialen i USB-PD kommer bara att öka allteftersom allt fler produkter levereras med Typ C-kontakt. På kort sikt förväntas USB-PD användas mest i adaptrar, typfallet är en premiumlaptop. Ungefär hälften av alla notebookadaptrar väntas använda USB-PD år 2020. Tillverkare vill optimera för specifika apparater och vi kommer att se efterfrågan på effekter mellan 27 och 100 W. För den som behöver utveckla för flera olika effekter är en gemensam lösning i en flexibel konstruktion att föredra. Omvandling från AC till DC ger alltid förluster, som vi vill minimera. Det finns olika omvandlartopologier att välja bland. Om pris är viktigare än verkningsgrad kan man använda en PSR Flyback (Primary Side Regulation), särskilt om uteffekten är ganska låg och utspänningen inte behöver exakt reglering. Högre effektivitet och bättre prestanda vid högre effekt kräver typiskt en SR QR Flyback (Secondary Side Regulation Quasi Resonant). D E N N A T Y P AV L I K R I K T N I N G – som appliceras efter krafttransformatorn – använder klassiskt dioder som omkopplare vilket är ineffektivt främst på grund av det framåtriktade spänningsfallet över diodens PNövergång –typiskt cirka 0,7 V. Även om en schottkydiod används för att sänka fallet till nära 0,3 V, finns fortfarande en förlust.

Figur 1. En USB-PD-adapter baserad på Secondary Side Regulation med en MOSFET som utgångsomkopplare.



Moderna USB-PD-adaptrar undviker diodförlusterna genom att istället använda en MOSFET med låg on-resistans (Figur 1 ). Verkningsgraden blir bättre, men lösningen har sina egna komplikationer. En regulator behövs för att sätta på och stänga av transistorn vid rätt ögonblick. Det finns dessutom olika SR-regulatorer som erbjuder olika funktioner beroende på tillämpning. Att använda en MOSFET med en RDS(ON) så låg som 5–10 mΩ, kan ge signifikant ­högre effektivitet än till och med att använda en Schottky-diod. Potentiellt uppnås en toppeffektivitet på över 93 procent. Timingen på MOSFET-omkopplingen blir nu den kritiska parametern. Både fördröjningen vid påslag och avstängning påverkar effektiviteten. Vid val av regulatorn som bestämmer MOSFET:ens tillstånd, är därför de fördröjningar den introducerar en kritisk parameter. I en USB-PD arbetar flybackomvandlaren antingen kontinuerligt ledande (CCM) ­eller kvasiresonant (QR). Under CCM ­måste SR-regulatorn stänga av MOSFET:en mycket snabbt för att undvika en eventuell plötslig genomskärning från primärsidan med mycket hög ström. Det ÄR viktigt att MOSFET:en på sekundärsidan (likriktaren) stängs av snabbt strax innan MOSFET:en på primärsidan. För att klara USB-PD-specifikationens 100 W måste likriktar-MOSFET:en ha tillräckligt låg on-resistans för att kunna leverera strömmen vid begärd utspänning och med minimala värmeförluster för att hålla en rimlig intern temperatur i adaptern. Detta bestäms bland annat av regulatorns förmåga att sänka såpass mycket ström att MOSFET:en kan stängas av snabbt. För att bestämma när MOSFET:en ska stängas av mäts spänningen mellan drain och source. Om styrenheten stöder direkt­ avkänning (Direct Sensing, DS) räcker

Av Yong Ang, ON Semiconductor Yong Ang är strategisk marknadsdirektör på ON Semiconductor. Han har drygt 15 års erfarenhet inom kraft, i synnerhet AC-DClösningar med hög effekttäthet.

­ ågra få extra komponenter. Om inte, ben hövs fler. Kostnaden ökar och ytterligare fördröjningar som sänker den totala effektiviteten kan introduceras. Direktavkänning används under både påslagning och avstängning. Typiskt behöver styrenhetens DS-stift tåla 120 V eller mer för USB-PD, för att ha marginal till plötsliga spännings­ spikar under onormala omständigheter. Vid ökad efterfrågan på ström behöver MOSFET:en aktiveras. Då blir omkopplingstiden avgörande. Om den är för lång, kommer strömmen att flöda genom MOSFET:ens kroppsdiod snarare än dess kanal, vilket ger effektförluster. CoC Tier 2, DoE Level 6 och motsvarande krav på låg strömförbrukning under låg belastning och standby, är införda i de flesta geografiska områden. Här måste adaptern kunna detektera avsaknaden av belastning samtidigt som den strömförsörjer USB-protokollkretsen och upprätthåller en ingångseffekt under 0,075 watt. En SR-regulator som kan detektera detta och växla till lightload-läge, hjälper tillverkaren att uppfylla dessa krav. ME D TA N K E PÅ A L L A D E S S A K R AV bör du värdera tillgängliga lösningar noggrant när du väljer SR-regulator. Om den ger flexibel uteffekt kan den användas över ett brett spann adaptrar. En regulator med justerbara på- och av-omkopplingstider – fixerade under konstruktionsfasen – kan uppnå just detta. NCP4306 från ON Semiconductor har utformats för att leverera ledande prestanda inom alla de områden som beskrivs ovan. Den erbjuder en starttid på 30 ns och en avstängningstid på bara 13 ns, vilket maximerar MOSFET:ens ledningstid, samtidigt som risken för korsledning med den primära sidomkopplaren elimineras. Den har också utformats för att klara DS-spänningar på upp till 200 V. Med en strömstyrka på 7 A kan regulatorn enkelt driva en MOSFET med ett on-motstånd på under 10 mOhm och

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


E N H E T E N I N N E H Å L L E R B L O C K för att ställa in minimal on- och off-tid för att motverka den ringning som induceras av PCB-layout och

andra parasitära element och leder till oönskade kroppsdiodledningar som beskrivits ovan. Båda timingparametrarna kan justeras via ett externt motstånd, vilket gör att konstruktionen kan optimeras för önskad effekt och valda effektkomponenter. LLDblocket (Light Load Detection) detekterar reducerad frekvens av växlingspulser när strömförsörjningen arbetar i skip mode när utmatningsbelastningen minskar, och sätter då SR-regulatorn i avaktiveringsläge. Regulatorn förbrukar låg ström (typiskt 37 mA) i det tillståndet, vilket uppfyller CoC Tier 2-krav med marginal. I den interna krets som styr direktavkänningsfunktionen slås den synk­rona likriktarens MOSFET på när spänningen på CS-stiftet, som är anslutet till dräneringsterminalen på strömbrytaren, är lägre än VTH_CS_ON -tröskeln. MOSFET:en stängs sedan av så snart spänningen på CS-stiftet är högre än VTH_CS_OFF (typiskt 0,5 mV). NCP4306 har även en dV/dt-lutningsdetektor i direktavkänningsblocket för att skilja

IKEL

uppfylla konstruktionskraven för USB-PDnätadaptrar på upp till 100 W. Utöver för mellanspännings-MOSFET:ar, finns NCP4306 även i en variant som driver GaN-HEMT-transistorer (Gallium ­Nitride High Electron Mobility Transistors), som kan växla ännu snabbare än MOSFET. ­Denna synkrona likriktar-regulator reglerar en drivspänning på typiskt 5 V optimalt för GaN utan att överbelasta dess gate, vilket annars kan leda till att enheten fallerar. Detta gör den användbar i ultra-high density-strömadaptrar för QR-läge och till och med för Active Clamp flyback-topologier. Drivfrekvensen för denna synkrona likriktare är upp till 1 MHz. Tillsammans med NCP1342 – en QR-primärstyrenhet på upp till 500 kHz – kan detta ge en USB-PD-adapter med toppeffektivitet på 93,5 procent och effektdensitet nära 20 W/in3.

PE R

R TA T

USB-C-laddare

EX

TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

mellan resonansringning i viloläge och den faktiska primära omkopplarens startinstans. Detta är särskilt viktigt för USBPD-mönster med olika utspännings- och lastprofiler och säkerställer att regulatorn aktiverar MOSFET:en närhelst det behövs. Slutsatser Strömförsörjning via USB med Typ Ckontakt tycks ödesbestämd att dominera strömförsörjning via adapter under överskådlig framtid. Användningen är redan framträdande inom ett antal tillämpningsområden och dess mångsidighet innebär att den kommer att vara förstaval för både tillverkare och konsumenter . Att välja rätt SR-regulator är avgörande när det gäller att utforma en optimerad adapter som inte bara kan uppfylla kraven på energieffektivitet utan också tuffa konsumentkrav. NCP4306 representerar den första i en ny generation av SR-regulatorer som erbjuder denna nivå av prestanda och flexibilitet.  n

Bli en del av en global marknad UL:s tjänst för globalt marknadstillträde är en enkel och smidig process för att hjälpa dig med nödvändiga tester och certifikat för att kunna sälja din produkt globalt. Från olja och gas och förnybara energilösningar som smart grids, batterier, inverters, cyber security med mera, UL hjälper sina kunder med att förse marknaden med säkra produkter och tjänster.

Besök UL.com eller kontakta info.se@ul.com

UL and the UL logo are trademarks of UL LLC © 2018.


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

PE R

R TA T

IKEL

Förstå och välj rätt

EX

GaN bäddar för effektiva

I

dagens krafttillämpningar är det vanligt att sträva efter allt högre ­energieffektivitet och tillförlitlighet, samtidigt som storleken på den totala lösningens blir mindre. Den trenden går att se inom exempelvis växelriktare i elfordon, omvandlare i datacenter och UPS-lösningar, energiskördning via sol och vind samt de hundratals miljoner små omvandlare som driver avancerade enheter som dagligen används i hem och på kontor över hela världen. Effekttransistorer med brett bandgap (WBG, wide bandgap) har dykt upp för att tackla dessa utmaningar. Om man ersätter konventionella halvledare i kisel med WBGkretsar skulle det gå att höja den typiska verkningsgraden hos en DC/DC-omvandlare från cirka 85 procent till nästan 95 procent, alternativt öka den typiska verkningsgraden hos en DC/AC-inverterare från 96 till 99 procent.

Rudy Ramos har projektansvar för arbetar med marknadsföring av

t­ ekniskt innehåll på Mouser Electronics. Tidigare har han arbetat på National Semiconductor, Texas Instruments och med egen ­verksamhet inom serigrafi, som är en speciell tryckteknik. Han har över 30 års ­erfarenhet inom teknik och ledarskap inom olika industrisegment. storlek, samt kostnaden och storleken för värmeavledningen. Fram till nyligen har GaN-kretsar varit alltför dyr i jämförelse med mer etablerade kiselbaserade alternativ. Utvecklingen av superjunction-transistorn har lett till förbättrad verkningsgrad för kisel, och har varit en faktor som hållit tillbaka GaN. I G R U N D E N är GaN-transistorer antingen så kallade depletion-mode (normally-on) eller enhancement-mode (normally-off). Det förstnämnda innebär att det krävs en negativ gate-spänning relativ drain och source för att transistorn inte ska vara påslagen. Det andra innebär att en GaN-transistor inte leder utan pålagd gate-spänning. Depletion-mode-transistorer kan ge högre prestanda och är robustare, men de kräver noggrann hantering av systemstart för att undvika potentiellt farliga kortslutningar. I en halvbryggstopologi där både den övre och undre GaN-transistorn är av depletion-mode måste gaten först förspännas negativt för att hålla transistorerna frånslagna – allt för att förhindra att DCbussen drar igång och kortsluts. Ett alternativ är att använda en GaNtransistor av sorten depletion-mode i kaskad med en lågspänd MOSEFET i kisel. Som figur 1 visar är GaN-transistorns source ansluten till MOSFET:ens drain, medan MOSFET:ens source är ansluten till GaNtransistors gate. När MOSFET:ens gate inte är förspänd kommer kiseltransistorn att skapa en negativ förspänning på GaNtransistorns gate. Denna typ av kaskadkonfiguration finns redan på marknaden. Ett exempel är NTP8G202NG från ON Semiconductor.

Figur 1. En kaskodkonfiguration som ger GaNprestanda, och normat är frånslagen.

klart lägre ingångs- och utgångskapacitanser (Ciss och Coss), vilket leder till lägre switchförluster. Miller-effekten är också betydligt lägre i GaN-transistorer än i MOSFET:ar för jämförbart RDS(ON). Därför kan GaN-kretsar slås på och av mycket snabbare, vilket i sin tur gör att mindre transformatorer och passiva komponenter kan användas. En lägre on-resistans per ytenhet leder också till lägre ledningsförluster och gör det möjligt för konstruktörer att uppnå en bra balans mellan energiförlust, enhets-

K ÄLL A: GAN SYSTEMS

B L A N D D E W B G - K R E T S A R som finns på marknaden erbjuder HEMT:ar (high electron mobility transistor) i galliumnitrid (GaN) stora fördelar jämfört med dagens kiselbaserade alternativ (ex superjunction-transistorer) upp till runt 600 V. Fördelarna inkluderar

Av Rudy Ramos, Mouser Electronics

Figur 2 & 3. När en GaN-transistorns slås på uppstår det problem som måste beaktas för att säkerställa tillförlitlig drift. Figur 2 illustrerar dessa effekter. På liknande sätt illustrerar figur 3 GaN-transistorns situation vid frånslag.



E N E N H A N C E ME N T- M O D E - H E MT har inte problem med kortslutning vid start. GaN Systems 650 V-enhet GS66516B är ett sådant alternativ. Den förenklar dessutom konstruktionen genom att kunna arbeta från en gatespänning på endast 0 V till 6 V, och den klarar transienter på –20 V till +10 V. Kretsen har sex kontakter och kapseln kyls från undersidan. Den har låg on-resistans, 25 mΩ, och kan hantera en kollektor-emitter-spän-

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


TEMA: POWER MANAGEMENT & ENERGI

och små konstruktioner faktorer att ta hänsyn till vid drivning GaN-transistorer: den högsta tillåtna styrspänningen, tröskelspänningen på gaten och spänningsfallet i body-dioden. Det är enklast att generera de spänningar och strömmar som en enhancementmode-GaN kräver för att slås på och av, eftersom gate-source-spänningen är 6 V eller ungefär hälften av den hos en MOSFET. Gate-spänningen har också en lägre negativ temperaturkoefficient, vilket förenklar drivningen. Framspänningsfallet över transistorns body-diod är cirka en volt högre än hos jämförbara MOSFET:ar i kisel. DET FINNS TRE VIKTIGA

slås på cirka fyra gånger snabbare än en MOSFET med samma RDS(ON), medan den slår ifrån ungefär dubbelt så snabbt. Det ger fördelar på systemnivå, men kräver extra försiktighet när man tar hänsyn till drivaren och kringkretsars dynamik. dV/dt kan överstiga 100 V/ns, vilket kan skapa ett genomskjutande tillstånd mellan enheter i en brygga under switchningen och därmed påverka effektiviteten negativt. För att förebygga detta kan gatedrivarens pull-up-motstånd justeras att nå E N G A N -T R A N S I S T O R

stånd på 1–2 Ω vid frånslag för snabb och robust pull-down inom minimal impedans. K ÄLL A: GAN SYSTEMS

ning på upp till 10 A samtidigt som switchfrekvensen kan nå 10 MHz. Likt andra kraftkretsar behöver GaNtransistorer en korrekt matchad och konfigurerad gatedrivare för att säkerställa att enheten snabbt och fullständigt slås på och av. För att klara det måste drivaren snabbt kunna ladda transistorns gate-kapacitans, så att den kan slå på enheten utan att skapa ringning eller översvängning. Vid frånslag måste den snabbt ladda ur gaten, återigen utan ringning eller översvängning.

Figur 4. Att oberoende av varandra optimera motståndet för på- och frånslag bidrar till att minimera oönskade effekter.

den snabbast önskade övergångstiden, utan att framkalla andra oönskade mekanismer. Detta bidrar även till att undvika översvängning och ringning, och kan förhindra falska på- och frånslagningsglitchar samt minimera EMI. I praktiken kan det vara nödvändigt att lägga till ferritpärlor i serie med gaten för att minska högfrekvent LCringning och översvängning, och möjligen även addera en så kallad RC-snubber över gate-source. där tröskelspänningen är låg kan pull-up-motståndet optimeras individuellt för på- och frånslag. Det görs genom att dela gatedrivarens anslutningar för pull-up och pull-down så att det går att sätta in ett diskret motstånd (figur 4). För att kunna maximera drivprestanda liksom stabilitet är det nödvändigt att optimera gatens motstånd för på- och frånslag. Vid påslag är motståndet vanligen mellan 10 Ω och 20 Ω. Om det är för högt minskar dV/dt, vilket leder till långsammare switchning och högre förluster. Om svängningshastigheten är för låg kan Millereffekt och potentiell gate-oscillation ge switchförluster. Om gatemotståndet är 10– 20 Ω vid påslag krävs vanligen ett gatemot-

FÖR GAN-ENHETER

Val av gate-drivare En gate-drivare som Texas Instruments LMG1205 är konstruerad för att hantera GaN-transistorers egenheter, samtidigt som användaren kan skräddarsy konstruktionen för den valda enheten, switchhastigheten och andra faktorer. LMG1205 är optimerad för att användas med enhancement-mode FET:ar och kan driva switchen både på den höga och låga sidan i en synkroniserad buck-, boost- eller halvbryggskonfiguration. Oberoende ingångar för låg och hög sida ger konstruktören flexibilitet. Drivaren kan leverera upp till 1,2 A och sänka 5 A för att förhindra oönskat omslag, och den har delade gateutgångar som gör att det går att oberoende optimera strömmen. För att säkerställa hög effektivitet och undvika genomskjutning vid drivning av switcharna är fördröjningen 35 ns (normalvärde), vilken matchas inom 1,5 ns mellan kanalerna. Andra alternativa kretsar, särskilt konstruerade för att driva GaN-transistoirer, är Silicon Labs serie Si827x, Analog Devices ADuM4223A/B- familj och Maxims MAX5048C. Det går även att använda en MOSFET-drivare, förutsatt att den har lämplig prestanda och funktion, samt att switchfrekvensen är relativt låg. För att säkerställa korrekt switchning av krafthalvledare finns det även annat att beakta. Här ingår bland annat att optimera kretslayouten och ledningarna för att minimera ströinduktanser, samt att placera drivaren så nära transistorgaten som möjligt för att minimera extern koppling mellan gate-till-drain.  n

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

182x66_högström_2018.indd 1 ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

2018-09-03 11:10:16




NYA PRODUKTER

Effektiv kraft för telekom

Öppen cpu styr öppet neuronnät n ÄNDNODER Sifive presenterar ett AIsystem för IoT-ändnoder bestående av en egen Risc-v-processor och en FPGA laddad med Nvidias neuronnät NVDLA. 

n STRÖMFÖRSÖRJNING Flex Power Modules drog igång för ett år sedan, efter att Ericsson sålt sin kraftverksamhet Power Modules. Nu lanserar Flex Power Modules PKJ4000-serien, som är den första i en serie DC/DC-omvandlare för radiosystem. Till en början släpps två moduler i den nya serien. Båda kan matas med spänningar från 36 V till 75 V och leverera upp till 700 W. Den ena modulen – PKJ4716APIHS – ger 28 V och en ström på upp till 25 A, men utgången kan justeras inom 14 till 35 V. Den andra modulen – PKJ4716HPIHS – levererar 50 V och upp till 14 A, medan utgången kan justeras inom 25 till 55 V. för så kallade RFPAtillämpningar som använder LDMOS eller GaN som effektförstärkare. Deras breda och justerbara utspänningsområde gör dock att de även är lämpade att användas i andra tillämpningar som kräver en reglerad programmerbar busspänning inom nämnda spänningsområde. Det kan exempelvis vara inom test och automation eller industristyrning och -mätning.

MODULERNA ÄR KONSTRUER ADE

Båda kommer i formatet halvbrygga (half-brick) och når en effekttäthet på över 255 watt per kubiktum. Därmed hävdar företaget att de når en verkningsgrad på upp till 96,5 procent. Under utvecklingen av produkten har konstruktörerna särskilt tittat på värmeavledningen. Med hjälp av en speciell basplatta optimeras den ledningsbundna kylningen. Det innebär att modulen kan leverera full effekt upp till en omgivningstemperatur på +85 °C, med en basplattetemperatur på 100 °C, utan luftflöde och i en sluten omgivning – vilket är typiska förutsättningar i RFPA-tillämpningar. Andra egenskaper värda att nämna är 1 500 Visolation på in- och utgång, fjärravkänning, fjärrstyrning och en rad skyddsfunktioner som exempelvis hanterar övertemperatur, kortslutning på utgången och för hög spänning på utgången. ANNA WENNBERG anna@etn.se

Siplace höjer takten n YTMONTERING Ett nytt plockhuvud gör ASM:s kraftfullaste ytmonteringsmaskin Siplace TX ytterligare 23 procent snabbare. Den klarar därmed upp till 96 000 komponenter i timmen samtidigt som fler typer av komponenter kan hanteras av maskinen. Det var i somras som ASM visade upp den förbättrade versionen av plockhuvudet Speedstar med beteckningen CP20P2 som klarar upp till 48 000 komponenter per timme. Föregångaren stannade på 39 000 komponenter per timme. Varje Siplace TX kan ha två plockhuvuden som sitter på var sin arm (gantry). En maskin kan därmed i teorin placera upp till 96 000 komponenter per timme. Huvudet klarar allt från 0201 (2 × 1 mm) till 8,8 × 8,2 × 4 mm och kraften vid ”nedslaget” går att justera ned till 0,5 N. Även inspektionskameran i plockhuvudet är förbättrad med ett större synfält och bättre upplösning. Det har också fått en ny, sladdlös, lösning för att överföra kraft och data.



Systemet demonstrerades i slutet av augusti under konferensen Hot Chips i Cupertino. NVDLA-nätet gör AI-inferenser, det vill säga sorterar mångdimensionella indata i ett antal på förhand bestämda kategorier.

Nätet snurrar i en FPGA, en Microsemi Polarfire, på expansionskortet för Sifives utvecklingskort  Unleashed, som använder Risc-v-processorn Sifive Freedom U540 och kör Linux.  De två korten pratar via en buss kallad Tilelink i en implementation kallad Chiplink, signerad Sifive. Tilelink är ett öppet gratisprotokoll. Nvidia släppte NVDLA – en konfigurerbar familj kärnor för neuronnät – som öppen källkod för ett år sedan.  JAN TÅNGRING jan@etn.se

Noggrannheten i placeringar är densamma som tidigare, 25 µm vid 3 sigma, trots att placeringstakten ökat 23 procent. en modifierad variant av SIplace TX som klarar längre kort upp till 510 mm. Den nya versionen av Siplace TX kommer i produktion mot slutet av året.

S O M T I L LVA L G Å R D E T AT T FÅ

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


NYA PRODUKTER

Supertunn kraftmodul för trånga utrymmen och responser via PMBus. Data kan sedan lagras i ett inbyggt EEPROM. Den interna switchfrekvensen kan ställas in från 250 kHz till 1 MHz. Den kan även synkroniseras mot en extern klocka inom samma frekvensområde.

n STRÖMFÖRSÖRJNING En step-down-omvandlare som bara är 1,82 mm hög, kan leverera upp till 20 A, har PMBus-gränssnitt och vill sitta närmast en asic eller FPGA är vad Analog Devices just släppt. Omvandlaren ingår i konceptet Power by Linear. Nykomlingen ingår i det välkända µModule-konceptet. Den låga höjden gör att modulen kan placeras väldigt nära kretsen den matar, och där dela kylfläns. Alternativt kan den placeras på baksidan av ett kretskort för att ge plats för utrymmeskrävande kretsar som transceivrar och minnen. Modulen, LTM4686, har en strömstyrd konfiguration. Därmed kan den leverera 10 A på två utgångar eller 20 A på en utgång. Den hanterar ingångsspänningar från 4,5 till 17 V och reglerar utspänningen mellan 0,5

modulen exempelvis att användas i rackmonterade telekomswitchar och routrar, raidsystem samt i testoch mätutrustning. Modulerna finns att köpa. Den kommer i en LGA-kapsel och kostar drygt 23 dollar styck vid köp om 1 000 enheter. För utvärdering av LTM4686 finns det grafiska användargränssnittet LTpowerPlay GUI, USB-till-PMBus-konverteraren DC1613 samt demokit tillgängligt.

E N L I G T A D I PA S S A R

och 3,6 V. Utspänningen har som mest ±0,5 procent DC-fel över temperaturområdet –40  °C till 125 °C. finns LTM­46861, som kan hantera inspänningar ända ner till 2,375 V. I övrigt liknar den LTM4686. Båda versio-

S O M A LT E R N AT I V

ner har 80 procents verkningsgrad vid 12 V in, 1 V ut och full last. Via ett PMBus-gränssnitt kan användaren läsa av och ändra nyckelparametrar som spänning, belastningsström och temperatur. Likaså går det att programmera sekvensering, felgränser

ANNA WENNBERG anna@etn.se

INDUSTRIAL + AUTOMATION + TEST

: Highest power density

NEW MODELS The ™ series provide the best performance by bursting with valuable features. • • • • • • • •

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18

1.7kW - 5kW in 1U, 10kW in 2U, 15kW in 3U Scalable Operation up to 4 units – 20kW Output voltage up to 600V, current up to 1500A RS232/485, USB, LAN ( 1.5) built-in, isolated analog (IEEE optional) Additional constant power operation mode Arbitrary waveform functions and profiles Internal resistance control NEW options: Blank Front Panel, dust filter cover

TDK-Lambda Germany GmbH · wwww.dk.tdk-lambda.com/genesysplus · +45 2911 9656




NYA PRODUKTER

Ger snabb och energisnål isolation n SKYDD Två gånger högre genomströmning vid fyra gånger lägre effektförbrukning än alternativen. Så presenterar Maxim Integrated sitt nytillskott, en digitala 5kVrmsisolator som ger pålitlig kommunikation och säker drift hos industriell, medicinsk och annan utrustning. Nykomlingen isolerar galvaniskt i utrustning med höga spänningar. Dels isolerar den snabba digitala signaler, och skyddar därmed kretsarna. Dels skyddar den individer mot farliga situationer såsom elstötar. Ett dilemma är enligt Maxim att många av dagens isolatorer drar allt för mycket effekt, alstrar värme och skapar fördröjningar i kommunikationen. Det begränsar systemets tillförlitlighet och genomströmning.

Konstruktionen klarar 5 kVrms i upp till 60 sekunder.

Just detta vill företaget tackla med MAX22445, som har dubbel isolationsbarriär som överför signaler på upp till 200 Mbps vid mycket låg effektförbrukning. Den drar 0,74 mW vid 1 Mbps och 1,8 Vdd. Det är enligt Maxim fyra gånger lägre än konkurrerande alternativ. Den dubbla isolationsbar-

riären ger skydd motsvarande ±10  kV vid snabba förlopp (surge) och 5 kVrms över längre tid. Kretsen uppfyller de säkerhetsstandarder som krävs för att skydda användaren. MAX22445 kommer i en SOIC med 16 anslutningar och kostar 3,49 dollar styck vid köp av 1 000 enheter.

Det finns även ett utvärderingspaket, MAX22445FWEVKIT#, att köpa för 32 dollar. ANNA WENNBERG anna@etn.se

TEC Lund, 27 september Medicon Village, Ideon Science Park

Sydsveriges största event för elektronikproduktion och konstruktion På scen bland annat: Keys to success for mass-production test systems

Daniel Garcia Ortega - Senior Consultant Test & Measurement Systems - DVel AB

Supply-chain issues? Smart factory survival guide Michael Ford - European Marketing Director - Aegis Software

Practical Digitalization in the Electronics Manufacturing Industry Tom Arne Danielsen - Area Sales Manager - Virinco AS

TEC Lund 2018 presenteras av:



ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


NYA PRODUKTER

Spänning med inbyggt patientskydd n STRÖMFÖRSÖRJNING Kraftspecialisten XP Power lanserar en serie nätaggregat avsedda för exempelvis bärbar utrustning för medicinsk ­övervakning och diagnostik, mobil kommunikation, miljö­ övervakning samt test och mätning. De finns för uteffekterna 36 W, 45 W och 65 W. Den nya serien kan användas globalt, för hela inspänningsområdet 90–264 Vac, och finns att få med utgångsspänningarna 9  V, 12 V, 15 V, 18 V, 24 V, 30 V, 36 V och 48 V. i olika uteffektsversioner, AKM36, AKM45 och AKM65, där siffrorna i namnet anger uteffekten. Samtliga möter EU:s energieffektivitetskrav CoC Tier 2 och krav enligt amerikanska DoE (Department of Energy) Level VI samtidigt som de möter medicinska isolationskrav enligt

S E R I E N K O MM E R

2xMOPP i kombination med låg tomgångsförbrukning. 36  W-versionen är Klass II (utan skyddsjord), medan det är ett tillval för de andra två effektklasserna. AC-kontakten är enligt IEC320-C8 för klass II och IEC320-C14 när det är Klass I, där skyddsjord ingår. N ÄTA G G R E G AT E N har 4  kVac-isolation upp till 5 000 meters höjd och är säkerhetsklassade enligt UL/EN/IEC 60950 för IT-utrustningar och EN/IEC/CSA/ANSIAAMI ES 60601-1 för medicinska tillämpningar (2 × MOPP) för patientskydd. De kommer med 3 års garanti och finns att köpa från Digi-Key, Farnell och RS Components, eller direkt från XP Power. I Sverige är även Multicomponent Norden återförsäljare.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

create:electronics NEW

NEW PCB 8 hour service

ASSEMBLY in 2 WD*

NEW

3D PRINT in 4 WD* RFID

NEW FRONT PANEL in 1 WD*

STENCIL 3D-MID

* WD = Lead time in working days

eSTORE

www.beta-layout.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18




NYA PRODUKTER

Minimal kapsel för klisterlogik n KAPSLING Billigare att montera och med bättre tillförlitlighet. Det är två argument som ­nederländska Nexperia lyfter fram för den nya kapseln X2SON4 som ­klarar sig med normala ­stenciler för lodpastan trots att avståndet mellan an­ slutningarna inte är större än 0,4 mm. I normala fall krävs det en speciell stencil för att få ut lagom mycket lodpasta på mönsterkortet när anslutningarna sitter så tätt som på Nexperias klisterlogik. Stenciltypen kallas step-up/ step-down och har en tjocklek som varierar över ytan för att styra mängden lodpasta som deponeras på mönsterkortet. X2SON4 är enligt Nexperia den minsta kapsel som klarar sig

Arm avslöjar kommande CPU:er med en vanlig, jämntjock stencil trots att anslutningarna sitter så tätt som 0,4 mm, vilket ger lägre tillverkningskostnad och en bättre tillförlitlighet. D E T G Å R AT T FÅ ett hundratal olika varianter av klisterlogiken i den nya kapseln som finns med fyra, fem, sex och åtta anslutningar. En logikkrets i den nya kapseln X2SON4 upptar enligt Nexperia 44 procent mindre kortyta än X2SON5 och 64 procent mind­re än XSON.

PER HENRICSSON per@etn.se

Kundspecificerad!

n FRAMÅTBLICK Deimos och Hercules är arbetsnamnen på efterföljarna till cpu-kärnan Cortex A76 som Arm presenterade strax innan sommarlovet. A76 kommer att sitta i processorer i produkter i butikshyllan redan nästa år, tillverkade i 10 nm och senare även 7 nm. Deimos i 7 nm och Hercules i 7 och senare 5 nm kommer att träda i tjänst år 2020 om tidsplanen håller – tillverkarna kommer först senare i år att få börja plocka med ritningarna till Deimos. Prestanda kan räknas på många olika sätt, men Arm ger som tumregel att A76-processo-

Till exempel Optilloy: - Hybrid legering - Låg förlust, hög flödestäthet - Lågt pris!

Modemet följer LTE Release 14 och klarar 127 kbit/s i nedlänken och 158 kbit/s i upplänken. Det går att använda i olika typer av frekvensband. Förutom dedicerade band kan man smyga in IoT-data i frekvensband som används för bredbandstjänster och i skyddsband mellan frekvenskanaler (så kallad in-band respektive guardband). finns en mekanism för att skicka om data tills de tagits emot av basstationen eller tills ett maximalt antal omsändningar genomförts. Samsung uppger att räckvidden

F Ö R AT T Ö K A R Ä C K V I D D E N

www.ecpartner.no +47 22 76 66 00



JAN TÅNGRING jan@etn.se

Enkretslösning för NB-IoT n MOBILNÄT Modem, processor, minne och satellitpositionering. Exynos i S111 från Samsung har det mesta som behövs för en IoTnod i ett mobilnät.

Pulverkärnor för kraftapplikationer

rer kommer att ha 35 procent mer beräkningskraft eller effektivitet än föregångaren, medan Deimos kommer att addera ytterligare 15 respektive 10 procent. 5G-produkter kommer att behöva Deimos och Hercules. Vi kommer även att få se dem i ­Chromebooks och kanske i bärbara datorer. Det går enligt Arm att idag tillverka en A76-processor i 7 nm och klocka den i 3,3 GHz , med bärbara datorer som möjlig tillämpning. Du kommer också att få se Deimos och Hercules i betydligt större geometrier, upp till 130 nm hoppas Arm.

är minst 10 kilometer. För den som har lite data och vill att batteriet ska räcka länge går det att nyttja ett energisparläge som stänger ned kretsen under längre perioder. Beroende på tillämpning och batteristorlek kan en enhet leva upp till tio år utan batteribyte eller laddning. Det finns en integrerad satellitmottagare som klarar GPS, Galileo, Glonass och Beidou. N Ä R D E T G Ä L L E R säkerhet finns en separat del som inte går att klona, så kallad PUF. Dessutom stöds eFuse, AES, SHA-2, PKA, Secure Storage och Security SubSystem. Tilläggas kan att det finns en Arm Cortex-M7 som kan klockas med 200 MHz och ett SRAM på 512 kbyte.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/18


Svensk Elektronik – till nytta för dig och ditt företag.

Har du koll på lagar och direktiv? Direktivsdagen 13 november i Stockholm. Direktivsdagen ger dig en unik översikt över regelverk och miljökrav. Under dagen berörs: • RoHS – begränsning av användning av vissa farliga ämnen. • REACH – registrering, utvärdering, tillstånd och begränsningar av kemiska ämnen. • RED – krav för radiokommunikationsutrustning. • WEEE – producentansvar för elektriska och elektroniska produkter. • EKODESIGN – miljö- och energikrav på produkter. • EMC – krav på elektromagnetisk kompabilitet. • LVD – krav på elsäkerhet för lågspänningsutrustning. • KONFLIKTMINERALER – krav och regler på att inte använda vissa mineraler som utvinns under oetiska omständigheter. • LAGPUNKTEN – vår tjänst som ger dig koll på lagarna.

Dessutom har vi en WORKSHOP om hur vi gör i praktiken när vi arbetar med dessa direktiv. Plats: Teknikföretagen, Stockholm. Avgift: 0 kr för medlemmar. 6 500 kr (exkl moms) för icke medlemmar.

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner!

KALENDARIUM 2 oktober Inspirationsdag i Göteborg. 6–7 november Embedded Conference Scandinavia. 6 november Prisutdelning Swedish Embedded Award. 13 november Direktivsdag i Stockholm. 20 november Inspirationsdag i Lund. 29 november Höstmöte + Studiebesök på Printed Electronics Arena, Norrköping. svenskelektronik.se/ kalendarium

Embedded Conference Scandinavia 6–7 November. ECS presenterar i år ett rekordstarkt program! Konferensprogrammet är nu klart för Embedded Conference Scandinavia (ECS) som går den 6–7 november i år. För trettonde gången samlas hela nordens embeddedspecialister för två dagars konferens och mässa. Över 70 seminarier kommer att hållas under konferensens två dagar. Ett tema är 5G och dess tillämplighet för industrin med talare som Ericssons t.f. chef för Ericsson Research Magnus Frodigh. ECS initierades år 2006 av Branschorganisationen Svensk Elektronik och har under åren utvecklats till att bli Europas största renodlade embeddedkonferens. Två-dagarsevenemanget som nu drar till sig närmare 2 000 deltagare från 25 länder består av en konferens med sju fullmatade, parallella spår samt en utställning med cirka 90 av världens ledande embeddedföretag och organisationer. Tillsammans skapar vi branschens framtid. Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

Mer information om ECS 2018 återfinns på www.embeddedconference.se och där finns även hela konferensprogrammet publicerat.


POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen, Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm

Design for power efficiency and EMC compliance As a leader in test and measurement, Rohde & Schwarz provides a large portfolio of solutions for development, optimization and debugging of power electronics. Choose from our broad range of ❙ Oscilloscopes ❙ Spectrum analyzers ❙ EMC test receivers ❙ Vector network analyzers ❙ Power supplies ❙ Power analyzers More information at: www.rohde-schwarz.com/ad/power-electronics

Elektroniktidningen september 2018  
Elektroniktidningen september 2018