Diodes präsentiert intelligente High-Side-Schalter für 12-V-Kfz-Lasten

Diodes Incorporated hat sein IntelliFET^®-Portfolio um drei neue, Automotive-konforme High-Side-Leistungsschalter der zweiten Generation erweitert. Der Einkanal-Typ ZXMS81030SPQ sowie die Zweikanal-Varianten ZXMS82030S14PQ und ZXMS82045S14PQ wurden speziell für das zuverlässige Schalten von 12-V-Lasten in Fahrzeugnetzen entwickelt. Zu den primären Anwendungsbereichen zählen Elektromotoren in Karosserie- und Sitzsteuermodulen, Klimaanlagen sowie automobile Beleuchtungssysteme. Durch die Integration von Leistungs- und Steuerlogik auf einem einzigen Chip bieten die Halbleiterschalter eine kompakte und verschleißfreie Alternative zu herkömmlichen elektromechanischen Relais, Schmelzsicherungen und diskreten Schaltungen.

Integrierter Schutz und thermisches Management
Die Kernarchitektur der neuen Bausteine basiert auf einem vertikalen n-Kanal-DMOS-MOSFET, der mit einem intelligenten Controller kombiniert ist. Diese Topologie regelt hohe Einschaltströme beim Anlaufen und bietet umfassende Schutzmechanismen, darunter Kurzschlussfestigkeit, Überspannungsschutz (inklusive Load-Dump-Szenarien) sowie einen Übertemperaturschutz mit automatischem Neustart. Über integrierte Diagnosefunktionen können System-Mikrocontroller Fehlerzustände wie offene Lasten (Open Load), Überlastungen oder thermische Abschaltungen in Echtzeit erkennen und auswerten. Die Schalter werden in thermisch hocheffizienten SO-8EP- und SO-14EP-Gehäusen mit freiliegender Kühlfläche (Exposed Pad) auf der Unterseite geliefert. Die neuen Komponenten, die von Diodes auch als Teil einer 48-V-Stromversorgungsarchitektur auf der electronica 2026 demonstriert werden, sind ab sofort für 0,38 US-Dollar (Einkanal) bzw. 0,71 US-Dollar (Zweikanal) in Stückzahlen von 1.000 Einheiten erhältlich.

Zusätzlicher Kontext: Load-Dump-Transienten und Solid-State-Switching
Dieser Abschnitt erläutert die physikalischen Prinzipien des Lastabwurfs und der Halbleiterrelais-Technologie, die nicht in der ursprünglichen Pressemitteilung enthalten sind.

In automobilen 12-V-Bordnetzen stellt der sogenannte "Load Dump" (Lastabwurf) eines der gefährlichsten elektrischen Störszenarien dar. Dieses Phänomen tritt auf, wenn die Fahrzeugbatterie (z. B. durch einen Wackelkontakt oder Kabelbruch) plötzlich vom Generator getrennt wird, während dieser einen hohen Ladestrom liefert. Da die stark induktive Statorwicklung des rotierenden Lichtmaschinen-Generators den Stromfluss nicht abrupt stoppen kann, entsteht eine massive Spannungsspitze (häufig über 100 V), die sich ungedämpft in das Bordnetz entlädt. Intelligente High-Side-Schalter wie die IntelliFET-Serie verfügen über aktive Klemm-Schaltungen (Active Clamping), die diese zerstörerische Transientenenergie sicher absorbieren, um nachgeschaltete mikroelektronische Steuergeräte (ECUs) vor dem Durchbrennen zu bewahren.

Darüber hinaus löst der Wechsel von mechanischen Relais zu Halbleiterschaltern (Solid-State Switches) grundlegende Verschleißprobleme. Mechanische Relaiskontakte leiden bei induktiven Lasten (wie Gleichstrommotoren) oder stark kapazitiven Lasten unter Lichtbogenbildung (Arcing), was zu Kontaktverschleiß und langfristigem Ausfall führt. Ein DMOS-MOSFET schaltet hingegen rein elektronisch, was eine unbegrenzte Lebensdauer garantiert. Zudem ermöglicht das schnelle Schaltverhalten von MOSFETs den Einsatz von Pulsweitenmodulation (PWM). Dadurch können Einschaltströme beim Anlaufen von Motoren oder kalten Halogenglühlampen ("Soft-Start") aktiv begrenzt werden, was die thermische und mechanische Belastung des gesamten Kabelbaums erheblich reduziert.

Bearbeitet von einem Industriejournalisten, Lekshman Ramdas, mit KI-Unterstützung.

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