Vergleich von herkömmlichen, Multichip- und Einzelchip-Lösungen für Kombinationen von EMI-Drosseln und TVS-Komponenten

In der modernen Elektronikentwicklung ist der Schutz vor elektromagnetischen Störungen (EMI) und elektrostatischer Entladung (ESD) von entscheidender Bedeutung. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, setzen Ingenieure häufig EMI-Gleichtaktfilter (CMF) und TVS-Komponenten (Transient Voltage Suppression) ein, um empfindliche Schaltkreise zu schützen. Mit dem technologischen Fortschritt schreitet jedoch auch die Integration von EMI-Drosseln und TVS-Komponenten weiter voran. Dieser Blog vergleicht drei verschiedene Technologien zur Kombination von EMI-Drosseln und TVS-Komponenten – herkömmliche, Multichip- und die neuesten Einzelchiplösungen – und hebt ihre Vor- und Nachteile in praktischen Anwendungen hervor.

Einschränkungen der herkömmlichen EMI-Drossel- und TVS-Integration

Der traditionelle Ansatz zur Integration von EMI-Drossel und TVS besteht in der Regel darin, diese beiden Komponenten separat auf der Leiterplatte zu platzieren. Diese Methode kann zwar bis zu einem gewissen Grad EMI-Filterung und ESD-Schutz bieten, ihre Grenzen sind jedoch offensichtlich. Erstens erhöht dieser Ansatz die Komplexität des Platinenlayouts und benötigt mehr Platz, was insbesondere bei elektronischen Geräten mit hoher Dichte und begrenztem Platzangebot eine Herausforderung darstellt. Darüber hinaus kann die Anordnung traditioneller Drossel- und TVS-Komponenten zu einer Verringerung der Signalintegrität und der Schutzfunktionen führen, was sich letztlich auf die Stabilität und Leistung des Systems auswirkt.

Multichip-Technologie mit EMI-Drossel und TVS-Komponente in einem Gehäuse

Um die Mängel herkömmlicher Integrationsmethoden zu beheben, wurde die Technologie mit Multichip-Gehäuse entwickelt. Diese Technologie integriert die EMI-Drossel und TVS-Komponente in einem einzigen Gehäuse, wodurch die Komplexität des Leiterplattenlayouts und der Platzbedarf reduziert werden. Durch die Minimierung des Abstands zwischen den Komponenten kann die Multichip-Technologie die Signalintegrität und Systemzuverlässigkeit effektiv gewährleisten. Trotz ihres Erfolgs in vielen Anwendungsbereichen steht die Multichip-Technologie jedoch nach wie vor vor Herausforderungen wie höheren Kosten und komplexen Herstellungsprozessen.

Vorteile der Einzelchip-Technologie mit integrierter EMI-Drossel-TVS-Kombi

Derzeit entwickelt Amazing Microelectronic Corp. eine fortschrittlichere Einzelchip-Technologie, bei der die Drossel und die TVS-Diode auf demselben Chip integriert sind (Abbildung 1).

Abbildung 1: Herkömmliche, Mehrchip- und Einzelchip-Lösung für EMI-Drossel-TVS-Kombinationen. (Bildquelle: Amazing Microelectronics)

Zu den wichtigsten Vorteilen dieser Technologie zählen:

• Geringere Größe: Die Einzelchip-Technologie treibt die Integration von Komponenten noch einen Schritt weiter und eignet sich damit besser für ultrakompakte und hochdichte elektronische Designs.
• Höhere Effizienz: Die enge Integration innerhalb eines einzigen Chips reduziert parasitäre Parameter weiter und macht EMI-Filterung und ESD-Schutz effektiver.
• Geringere Kosten: Da die gesamte Komponente auf einem einzigen Chip hergestellt wird, wird der Fertigungsprozess einfacher und effizienter, was zu geringeren Produktionskosten und einem breiteren Anwendungspotenzial führt.

Ein praktisches Beispiel für diese fortschrittliche Integration findet sich in der EMI-Filterlösung von Amazing Microelectronic, die einen wirksamen Schutz für Highspeed-Schnittstellen in kompakten elektronischen Systemen bietet.

Fazit

Die Integration von EMI-Gleichtaktfiltern mit TVS-Komponenten entwickelt sich rasch von Mehrchip-Gehäusen zu Einchip-Lösungen. Diese Technologien überwinden nicht nur die Einschränkungen herkömmlicher Drosselkomponenten, sondern bieten auch neue Lösungen für die Miniaturisierung und Leistungssteigerung elektronischer Geräte. Für jeden Ingenieur, der sich mit Elektronikdesign befasst, wird das Verständnis und die Anwendung dieser neuen Technologien entscheidend sein, um die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte zu verbessern.