Genau in diesem Spannungsfeld fällt die Entscheidung zwischen einem vorgefertigten DC/DC-Modul und einer diskreten Topologie.

Für viele Entwicklungsprojekte erscheint das Modul zunächst als die naheliegende Lösung. Ein hoher Integrationsgrad verkürzt die Entwicklungsphase, vereinfacht Design und Zertifizierung und reduziert den Aufwand für Tests und Validierung. Insbesondere bei kleinen oder mittleren Produktionsvolumina oder wenn ein Produkt schnell auf den Markt gebracht werden muss, ist dieser Ansatz oft wirtschaftlich und logistisch sinnvoll. Die Markteinführungszeit ist in diesen Fällen nicht nebensächlich, sondern häufig der entscheidende limitierende Faktor.

Mit steigenden Produktionsmengen verschieben sich jedoch die Prioritäten. Stückkosten, thermische Optimierung und die enge Integration in die Gesamtschaltung gewinnen an Bedeutung. Insbesondere bei volumenorientierten Anwendungen ermöglichen diskrete DC/DC-Wandler die anwendungsspezifische Anpassung von Transformator, Schaltfrequenz und Design. Dadurch lassen sich sowohl Effizienz als auch thermische Leistung verbessern, während die Stückkosten in der Serienproduktion sinken. In vielen Projekten erfolgt der wirtschaftliche Wendepunkt bei etwa 50.000 Einheiten: Unterhalb dieser Grenze bleiben Module in der Regel die kostengünstigste Lösung, oberhalb steigt die Attraktivität diskreter Architekturen deutlich an.

Darüber hinaus spielt bei der Entwicklung von Elektronik ein struktureller Faktor eine Rolle: Leistungsstufen gehören zu den anspruchsvollsten Disziplinen im Analogdesign. Magnetische Bauteile, parasitäre Effekte, Schaltvorgänge, Isolation und elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) müssen gleichzeitig beherrscht werden. Gleichzeitig mangelt es vielen Entwicklungsteams an umfassender Erfahrung im Analogbereich. Module haben sich daher etabliert, da sie einen Großteil dieser Komplexität auf bewährte Komponenten übertragen.

RECOMs Plattformansatz: IC + Transformator für diskrete DC/DC-Wandler.
Dies ist besonders interessant, wenn Entwickler die Vorteile beider Welten kombinieren möchten. Genau hier setzt RECOM mit einer Architektur für diskrete DC/DC-Wandler an, die auf IC + Transformator-Lösungen basiert und den Übergang von einem vorgefertigten DC/DC-Modul zu einem diskreten DC/DC-Netzteil vereinfacht. Das Unternehmen überträgt seine Integrations- und Anwendungskompetenz aus der Modulwelt auf diskrete Netzteillösungen und stellt hierfür eine klar definierte Funktionskette bereit. Kernstück sind drei Elemente: ein primärseitiger Transformatortreiber-IC, Standard- oder kundenspezifische Transformatoren sowie intelligente Gleichrichter- und Steuerungskomponenten auf der Sekundärseite.

Abb. 1: Primärer integrierter Schaltkreis, Transformator und sekundärer integrierter Schaltkreis eines isolierten DC/DC-Netzteils

Dies ermöglicht die Realisierung eines kompakten, isolierten Hilfsnetzteils mit überschaubarem Materialaufwand. Die integrierte Steuerschaltung generiert die primärseitige Ansteuerung, der Transformator übernimmt die Leistungsübertragung und galvanische Trennung, und der intelligente Gleichrichter auf der Sekundärseite wandelt die Spannung in eine stabile Gleichspannung um. In Referenzdesigns kann die externe Schaltung auf wenige passive Bauelemente beschränkt werden. Gleichzeitig bleibt die Architektur flexibel genug, um verschiedene Schaltungskonzepte wie Gegentakt-, Vollbrücken- oder LLC-Konfigurationen zu realisieren.

Vorteile für Entwicklungsprozesse
: Für Entwickler ist es besonders relevant, dass RECOM neben einzelnen integrierten Schaltungen auch die zugehörigen magnetischen Komponenten liefert. Die Kombination aus integrierter Schaltung und Transformator reduziert den Aufwand in der Entwurfsphase erheblich, da die wichtigsten Schnittstellen zwischen Steuerung, magnetischer Komponente und Sekundärseite bereits systematisch aufeinander abgestimmt werden können.

Werden integrierte Schaltung und Transformator gemeinsam bezogen, kann ein Vorabtest der Komponenteninteraktion durchgeführt werden. Dies verkürzt die Entwicklungszyklen und ermöglicht eine schnellere Validierung des Entwurfs.

Abb. 2: Diskrete DC/DC-Lösung

Dies trägt wesentlich zur Reduzierung der Entwicklungszeit bei. Anstatt die Eignung einer diskreten Topologie von Grund auf neu validieren zu müssen, erhalten Entwickler eine vordefinierte Grundlage, die die elektrische und magnetische Verträglichkeit berücksichtigt. Dadurch lassen sich Leistungsübertragung, Eingangs- und Ausgangsspannungen, Isolationsanforderungen und Höhenbeschränkungen strukturierter angehen. Bei zeitkritischen Projekten bedeutet dies eine deutliche Verkürzung des Weges zu einer diskreten Lösung, ohne dass dabei Freiheitsgrade für anwendungsspezifische Optimierungen verloren gehen.

Marktperspektive und Positionierung:
Diese Positionierung ist auch aus Marktsicht bemerkenswert. RECOM ist der einzige führende Netzteilhersteller, der sowohl komplette DC/DC-Module als auch die entsprechenden diskreten integrierten Schaltungen und Transformatoren aus einer Hand anbietet. Für Kunden ermöglicht dies einen nahtlosen Migrationspfad: Wer zunächst mit einem Modul beginnt, kann bei steigenden Stückzahlen oder veränderten Kostenvorgaben auf eine diskrete Architektur umsteigen, ohne die zugrundeliegende Technologie komplett überdenken zu müssen.

Die Wahl zwischen modularer und diskreter Topologie wird somit nicht länger ein Dilemma, sondern eine Entwicklungsstrategie für den gesamten Produktlebenszyklus. In den Anfangsphasen ist eine sofort verfügbare und bewährte Lösung oft entscheidend. In späteren Phasen können Kosten, thermische Optimierung und der Integrationsgrad eine diskrete Implementierung begünstigen. Der Ansatz zielt darauf ab, diesen Übergang auf einer gemeinsamen technologischen Grundlage abzubilden, anstatt Entwickler zum Wechsel zwischen zwei getrennten Produktwelten zu zwingen. Sind beide Optionen aufeinander abgestimmt und stammen sie vom selben Anbieter, reduziert sich der Aufwand für die Schnittstellenentwicklung – und genau hier liegt für viele Entwickler der praktische Vorteil.

Nicht nur die Bauform ist entscheidend, sondern vielmehr die Frage, welche Leistungsarchitektur am besten zur Projektphase, zum Zielmarkt und zum geplanten Produktionsvolumen passt. RECOM begegnet diesem Zusammenhang mit einem Ansatz, der kurze Markteinführungszeiten, diskrete Designfreiheit und die Integration von ICs und Transformatoren in einem einzigen Portfolio vereint. Die Kernbotschaft lautet daher nicht nur, dass diskrete Lösungen kosteneffizient sein können, sondern auch, dass ihre Integration heute deutlich weniger Entwicklungsaufwand erfordert als noch vor wenigen Jahren.

Typische Anwendungen diskreter DC/DC-Wandler
: Technisch gesehen ist dieser Ansatz besonders relevant für verteilte Stromversorgungsarchitekturen und kompakte, isolierte Hilfsstromversorgungen, wie sie beispielsweise für die Stromversorgung von IGBT-, MOSFET- oder SiC-Leistungshalbleiter-Gate-Treibern benötigt werden. In diesen Anwendungsbereichen sind Isolation, Dynamik, thermische Reserven und reproduzierbares Schaltverhalten entscheidend. Daher vereinfacht eine abgestimmte Kombination aus Steuerschaltung und Transformator nicht nur die elektrische Auslegung, sondern erleichtert auch den Übergang zu einer robusten Serienfertigung.

Fazit: Skalierbare DC/DC-Netzteilkonzepte.
Der Markt für DC/DC-Netzteile verabschiedet sich weder von Modulen noch von diskreten Lösungen. Vielmehr steigt die Nachfrage nach skalierbaren Netzteilkonzepten, die je nach Projektphase unterschiedliche Prioritäten ermöglichen. Wer schnell loslegen möchte, benötigt ein sofort einsatzbereites Modul. Wer sich später systematisch auf Stückkosten und anwendungsspezifische Optimierung konzentriert, benötigt einen kontrollierten Übergang zu einer diskreten Topologie. Diese Verbindung zwischen kurzer Markteinführungszeit und technischer Gestaltungsfreiheit bildet den Kern des Ansatzes von RECOM.

Autor: Artikel bereitgestellt von RECOM Power