Der Technologiekonzern ABB hat TDK in China mit seinem „Innovation Improvement Award“ ausgezeichnet. Damit würdigt das Unternehmen die Weiterentwicklung des Produktdesigns von Varistoren, das vor dem Hintergrund von schwankenden Rohstoffpreisen und steigendem Kostendruck Silber durch Kupfer ersetzt und Zinn durch Nickel. 

Die Varistoren werden am Standort Zhuhai FTZ in China gefertigt und kommen in Überspannungs-Schutzeinrichtungen von ABB zum Einsatz, vorwiegend in Zähleranlagen sowie in der Daten- und Telekommunikationstechnik.  

Aufgrund des steigenden Kostendrucks in der gesamten Branche passte TDK im vergangenen Jahr das Produktdesign von Varistoren und die entsprechenden Fertigungsprozesse an. Dabei wurden teure Materialien wie Silber und Zinn durch günstigere Alternativen wie Kuper und Nickel ersetzt, während die Produkteigenschaften unverändert blieben. So konnten die steigenden Materialkosten ausgeglichen und wettbewerbsfähige Produkte für ABB geschaffen werden. 

Eric Ruan, Product Marketing Manager Varistoren am Standort Zhuhai FTZ, betont: „Die Auszeichnung von ABB ist eine große Anerkennung für die unsere technologische Kompetenz bei Forschung- und Entwicklung sowie unsere Fähigkeiten in der Qualitätskontrolle. ABB unterstreicht damit die tiefgreifende Zusammenarbeit beider Parteien, die gemeinsam Herausforderungen meistern und Mehrwert schaffen.“ 

ABB (Asea Brown Boveri) ist ein führendes Technologieunternehmen in den Bereichen Elektrifizierung und Automatisierung mit Hauptsitz in Zürich. Der Konzern beschäftigt weltweit rund 110.000 Mitarbeiter. 

Die TDK Corporation präsentiert die MKP-Folien-Kondensatoren der Serie B25696H*. Diese zuverlässigen und leistungsstarken DC-Link-Kondensatoren überzeugen durch gute Hochfrequenz-Eigenschaften und können als Plattform für die SiC-basierte Leistungselektronik von morgen dienen. Mit Kapazitätswerten von 47 µF bis 1280 µF und Nenn-Gleichspannungen von 900 V bis 2000 V bieten die Bauelemente eine sehr niedrige Eigeninduktivität und einen niedrigen ESR-Wert, sodass sie den Anforderungen moderner Topologien mit hohen Schaltfrequenzen gerecht werden. Typische Anwendungsbereiche für die Kondensatoren sind Energiespeichersysteme (ESS), Solid-State-Transformatoren (SST), Inverter für erneuerbare Energien, Antriebssysteme für Schienenfahrzeuge sowie industrielle Motorantriebe. 

Eine Besonderheit der B25696H-Serie ist ihre besondere interne Busbar-Konfiguration, die den Strom auf die Kondensatorwickel gleichmäßig verteilt. Dieses Design sorgt für Selbstinduktivitätswerte von nur 30 nH und ESR-Werte von bis zu 0,8 mΩ bei 10 kHz, wobei der ESR bis 100 kHz stabil bleibt. Da parasitäre Induktivitäten und ohmsche Verluste gering sind, reduziert die Serie Spannungsspitzen und die elektrische Belastung von SiC-Leistungsbauelementen. Dadurch steigen die thermischen Spielräume und die allgemeine Zuverlässigkeit des Systems. 

Die zylindrischen Kondensatoren zeichnen sich durch ein Dielektrikum aus metallisierter Polypropylen-Folie (MKP) in einem Aluminiumgehäuse mit Harzdeckel aus. Sie sind in zwei Durchmessern (85 mm und 100 mm) mit M6-Schraubanschlüssen und einer M12-Befestigungsschraube verfügbar. Die Baureihe arbeitet in einem Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C (am Hotspot) und bietet eine Lebensdauer von 100.000 Stunden bei einer Hotspot-Temperatur von +75 °C und der jeweiligen Nennspannung. Diese kann durch ein Spannungs-Derating auf bis zu 200.000 Stunden verlängert werden. Durch einen maximalen Ripplestrom von bis zu 91 A (bei einer Umgebungstemperatur von +60 °C und einer Frequenz von 10 kHz) unterstützt das Bauelement Umrichterdesigns mit hoher Leistungsdichte. 

Um die Optimierung auf Systemebene zu unterstützen, stellt TDK das Online-Tool CapThermal kostenfrei zur Verfügung. Damit können Ingenieure das thermische Verhalten simulieren und die Lebensdauer unter anwendungsspezifischen Bedingungen präzise abschätzen. Dies kann die Entwicklungszyklen verkürzen und dabei helfen, Bauelemente für leistungsstarke SiC-basierte Leistungswandler gezielter auszuwählen. 

Der chinesische Automobil-Zulieferer Shinry Technologies hat TDK mit seinem „Excellent Quality Award“ ausgezeichnet. Damit würdigt das Unternehmen die hohe Produktqualität unter anderem von Kondensatoren und elektrokeramischen Produkten sowie die langjährige gute Zusammenarbeit mit TDK. 

Shinry Technologies mit Hauptsitz in Shenzhen ist spezialisiert auf die Entwicklung und Produktion von Kernkomponenten für Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge. Die Produktpalette umfasst On-Board-Charger (OBC), DC/DC-Wandler und Hochleistungs-Ladesysteme, die entscheidend sind für die Elektromobilität. 

Für diese Produkte bezieht Shinry Technologies vor allem MLCCs, Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren, Folien-Kondensatoren, CeraLink-Kondensatoren und NTCs aus Standorten in China, Japan und Österreich. 

„Um unserem Qualitätsversprechen gerecht zu werden, haben wir ein strenges Qualitätsmanagements von der Beschaffung der Rohstoffe über die Produktionsprozesse bis hin zu den Endkontrollen und dem Kundendienst eingeführt“, sagt Makoto Kondo, Senior Vice President und DGM der TDK Greater China Sales Division. Er fügt hinzu: „Diese Auszeichnung ist eine große Ermutigung für jedes Teammitglied. Wir werden weiterhin dem Grundsatz ‚Qualität an erster Stelle, der Kunde im Mittelpunkt‘ treu bleiben, verstärkt in Technologie investieren und unsere Lieferkette optimieren, um unseren Partnern auch weiterhin hochwertige und wettbewerbsfähige Produkte und Dienstleistungen zu bieten.“

• TDK zeichnet DigiKey mit „Global Best Performance Award“ 2025 aus
• Auszeichnung würdigt starke Geschäftsentwicklung und langjährige Zusammenarbeit
• Anzeichen einer Erholung des Distributionsgeschäfts

Die TDK Corporation hat den global tätigen High-Service-Distributor DigiKey mit dem diesjährigen „Global Best Performance Award“ ausgezeichnet und würdigt damit die herausragende Geschäftsentwicklung sowie die erfolgreiche Zusammenarbeit im vergangenen Jahr. DigiKey überzeugte insbesondere durch seine starke internationale Ausrichtung und seine Fähigkeit, Kunden weltweit zuverlässig zu bedienen. Von besonderer Bedeutung war, dass DigiKey fest auf dem chinesischen und US-amerikanischen Markt etabliert ist. Darüber hinaus hat das Unternehmen die Möglichkeit, Entwickler, Designhäuser sowie mittelständische Unternehmen auch mit kleinen Mengen zu beliefern und so Produktionshochläufe zu ermöglichen. 

„DigiKey fühlt sich außerordentlich geehrt, den Global Best Performance Award 2025 von TDK zu erhalten“, sagt Jason Simoneau, Vice President, Passives and Multimarket Semiconductor bei DigiKey. „Unsere langjährige Partnerschaft mit TDK hat es ermöglicht, Kunden weltweit mit außergewöhnlichen Technologien zu versorgen, mit denen innovative Produkte entwickelt werden können, die den Fortschritt beschleunigen. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit und gemeinsames Wachstum, basierend auf dem umfassenden, innovationsgetriebenen Portfolio modernster Elektroniktechnologien von TDK.“

„Ich freue mich sehr über die hervorragende Leistung von DigiKey als einem unserer langjährigen Partner, mit dem wir strategisch zusammenarbeiten“, sagt Dietmar Jäger, General Manager Distribution & EMS Sales Division. „Dies zeigt, dass man auch in einem herausfordernden Marktumfeld mit einem starken Team erfolgreich sein kann“, so Dietmar Jäger.

Die Elektronikdistribution zeige derzeit klare Anzeichen einer Erholung. „Die Lieferung von geringen Mengen an kleine Kunden kann der Vorbote für eine Erholung des Marktes in größerem Umfang sein“, so Dietmar Jäger.  „Wir sind mit unseren Produkten gut aufgestellt für die Märkte, die wir über die Distribution bedienen, vor allem AI-Anwendungen in China und Industrie-Applikationen in den USA.“ Dabei bleibe China der wichtigste Markt, gefolgt von USA und Europa.

Hotspots, Resonanzen, Stromspitzen: Wofür früher aufwendige Testzyklen an realen Prototypen nötig waren, wird heute von der Simulation bewältigt. TDK liefert kostenlose Tools wie CLARA und CapThermal, mit denen Ingenieure Folien-Kondensatoren virtuell durchleuchten können – vom einzelnen Bauelement bis zum kompletten DC-Link. Ganz ohne Prototyp. Das spart Zeit, Geld und verschafft so einen entscheidenden Vorsprung.

Simulationen und digitale Modelle, auch digitale Zwillinge genannt, unterstützen Ingenieure entscheidend dabei, auf Anhieb einwandfreie Designs zu entwickeln. TDK bietet eine umfassende Palette webbasierter Entwurfswerkzeuge wie CLARA und CapThermal für Folien-Kondensatoren – Schlüsselbauelemente in DC-Links, Filtern und Invertern. Damit lässt sich deren? Leistungsfähigkeit zuverlässig vorhersagen.

Diese Tools basieren auf ausgereiften Modellen, die aus realen Tests stammen. Jede Simulation führt elektromagnetische und thermische Analysen zusammen, um physikalisches Verhalten digital vorherzusagen.

Von der realen Testumgebung hin zu digitalen Zwillingen

Digitale Zwillinge geben Ingenieuren tiefere Einblicke in die Bauelemente. Deswegen digitalisiert TDK seine Kondensatoren mittels Finite-Elemente-Analyse (FEA). Dabei erfasst das Unternehmen die elektromagnetischen und thermischen Eigenschaften detailliert.

TDK nutzt den Ansatz „Test-Simulation-Modell“, um sicherzustellen, dass diese Modelle die realen Leistungsmerkmale abbilden. Dieser Prozess besteht aus drei Schritten:

1. Stichprobenprüfung: TDK testet ausgewählte Muster aus der Standardreihe unter streng überwachten Bedingungen elektromagnetisch und thermisch.
2. Abgleich der Simulationen: Die Simulationen bilden die gleichen Bedingungen wie in der Stichprobenprüfung nach. Die Bauelemente-Entwickler bei TDK verfeinern die Modelle so lange, bis Testergebnisse und Simulationsergebnisse übereinstimmen.
3. Modellerstellung: Sobald die Ergebnisse validiert sind, überträgt TDK das Modell auf die gesamte Serie, um den realen Anwendungsfall abzubilden.

Abbildung 1 zeigt den vollständigen Prozess – von der Eingabe der Geometriedaten bis zur Ausgabe der Simulationsergebnisse. TDK nutzt diesen Prozess bei Standardreihen, kundenspezifischen Designs und Projekten.

Virtuelle Charakterisierung: jedes Detail verstehen

Die physikalischen Parameter des Kondensators stehen am Anfang: Geometrie, Nennspannung, Nennstrom und Temperatur. Diese Daten dienen als Grundlage für elektromagnetische Simulationen. Diese bilden die Verlustverteilung in 3D ab. TDK generiert daraus SPICE-Modelle. Damit simulieren Ingenieure das Verhalten des Kondensators im Umrichter.

Die Daten dienen auch thermischen Simulationen. Diese nutzen numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) und bewerten Temperaturverteilung sowie Hotspots unter realistischen Randbedingungen.

Diese Simulationen sind die Grundlage der CLARA-Plattform (Capacitor Life And Rating Application) von TDK, die praktische Tools wie Capacitor Banks und CapThermal umfasst. Ingenieure können damit die Leistungsfähigkeit von Kondensatoren ohne langwierige Testzyklen visualisieren und optimieren.

Abbildung 1:

Flussdiagramm zum Digitalisierungsprozess

Abbildung 2:

Beispiele für ESR- und ESL-Kurven, die durch Simulation (virtuelle Charakterisierung) und Messung ermittelt wurden

 

 

 

Was elektromagnetische Modelle leisten

Die elektromagnetische Modellierung ist die Basis des Digitalisierungsprozesses bei TDK. Anders als die thermische Modellierung, die etablierte stationäre Methoden nutzt, braucht die elektromagnetische Simulation fundiertes Wissen über Stromfluss, parasitäre Effekte und Feldverteilung im Bauelement.

Ingenieure bestimmen damit virtuell Impedanz (|Z|), Kapazität (C), Ersatzserienwiderstand (ESR) und Ersatzserieninduktivität (ESL) über alle Frequenzen exakt – ohne Prototyp. Abbildung 2 vergleicht ESR- und ESL-Kurven aus Simulationen und Messungen – die Korrelation ist nahezu perfekt.

Dieser Ansatz berücksichtigt Fertigungstoleranzen und Alterungseffekte. Anwender spielen damit nominale und Worst-Case-Szenarien durch.

Wie Temperatur die Leistung beeinflusst: thermische Modellierung

Die Temperatur beeinflusst die elektrische Leistungsfähigkeit eines Kondensators, vor allem aufgrund des Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCR) der Metallisierungsschichten. Wie sich dicke Metallschichten verhalten, ist gut bekannt. Doch diese Erkenntnisse lassen sich nicht auf dünne Metallisierungsschichten übertragen.

Abbildung 3:

Anstieg der durch den TCR verursachten Verluste unter Berücksichtigung typischer Anwendungsbedingungen (Stromspektren) bei Umgebungstemperaturen bis hin zu typischen Einsatztemperaturen.

TDK charakterisiert den TCR für die verschiedenen Elemente im Kondensator. Virtuelle Modelle bilden damit die temperaturabhängigen Verluste präzise ab. Je nach Anwendung – DC-Link, Filter oder PCB-montiert – variiert der Einfluss des TCR (Abb. 3). Dadurch können Ingenieure die Eigenschaften unter realen Betriebsbedingungen besser abschätzen.

SPICE-Modelle: Physik trifft Simulation

SPICE ist das Standardwerkzeug für Schaltungssimulationen. Für genaue Ergebnisse müssen die Modelle der Bauelemente sehr genau sein. TDKs SPICE-Modelle verbinden mathematische Genauigkeit mit effizienter Berechnung. Sie stellen reale Kondensatoren im Zeit- und Frequenzbereich dar (Abb. 4).

Abbildung 4:

Vereinfachtes Kondensatormodell

Jedes Modell enthält ausreichend passive Elemente, um das tatsächliche Verhalten nachzubilden – ohne gleichzeitig die Simulation zu bremsen. Diese Modelle beschränken sich nicht auf einzelne Bauelemente, sondern es lassen sich komplette DC-Link-Systeme, Leiterplatten-Baugruppen oder kundenspezifische Konfigurationen nachbilden (Abb. 5).

Über die CLARA-Plattform bietet TDK auf seiner Website SPICE-Modelle für alle Standardserien von Folien-Kondensatoren. Auf Anfrage erstellt TDK individuelle Modelle. Kunden simulieren damit das Verhalten der Kondensatoren direkt in ihrem Umrichterdesign.

Abbildung 5:

ESR- und ESL-Kurven bei Messung, Simulation und SPICE-Modellierung

 

 

 

 

Abbildung 6:

Aufbau des analysierten Kondensators (links), ESR- und Stromverlauf über die Frequenz (oben rechts) sowie Ergebnisse der thermischen Simulation bei 10 kHz, 37 kHz und 60 kHz (unten rechts)

Verborgene Wechselwirkungen sichtbar machen

Die elektromagnetische Simulation macht verborgene Wechselwirkungen im Inneren eines Kondensators sichtbar. Ingenieure erkennen damit Phänomene wie Skin-Effekte, ungleichmäßige Impedanz-Verteilung oder interne Resonanzen. Messungen allein machen diese Effekte nur schwer sichtbar.

Abbildung 6 veranschaulicht, wie Resonanzen innerhalb eines zylindrischen Kondensators zu Stromspitzen in einzelnen kapazitiven Elementen führen können, obwohl der Gesamtstrom nach außen hin unverändert bleibt. Solche Erkenntnisse helfen Entwicklern dabei, unerwünschte Resonanzen zu vermeiden und die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu verbessern.

Thermische Tests und Simulationen validieren

Die thermische Modellierung folgt dem in Abbildung 1 gezeigten Prinzip: erst testen, dann simulieren, schließlich modellieren. Realbedingungen lassen sich nur schwer reproduzieren. Thermische Simulationen sind daher unverzichtbar. Ingenieure analysieren damit Punkte im Inneren eines Bauelements, die von außen nicht zugänglich sind.

In TDKs Capacitor Bank Simulator innerhalb von CLARA werden Daten aus CFD-Simulationen und empirischen Untersuchungen verknüpft, um den Temperaturanstieg von Kondensator-Batterien auf Grundlage von Geometrie, Kühlluftstrom und Missionsprofilen abzuschätzen. Abbildung 7 zeigt ein Beispiel, bei dem das Tool die Temperaturverteilung für fünf parallel geschaltete xEVCap-Kondensatoren ausgibt.

Abbildung 7:

Ergebnis der Simulation von Kondensatorbänken

CapThermal: Schnelle Einblicke ohne Aufwand

Mit CapThermal hat TDK ein vereinfachtes, webbasiertes Tool entwickelt, das schnell Einblicke in thermische Vorgänge liefert. Es emuliert die Ergebnisse einer vollständigen FEA-Simulation. Wenn Benutzer Randbedingungen wie Verluste, Umgebungstemperatur und Kühlung eingeben, erhalten sie umgehend grafische Übersichten über Hotspot- und Oberflächentemperaturen (siehe Abb. 8).

CapThermal macht professionelle thermische Analysen für alle zugänglich. Entwickler können damit den optimalen Kondensator auswählen. Sie untersuchen, wie bessere Kühlung oder optimierte Anordnung die Lebensdauer verlängert.

Abbildung 8:

Beispielhaftes Simulationsergebnis mit CapThermal

Abbildung 9:

Simulation der thermischen Integration

Thermische Integration: Das Gesamtsystem zählt

In Automobilanwendungen und leistungsstarken Systemen kommen Kondensatoren selten isoliert zum Einsatz. Sie teilen sich das Umfeld mit Halbleitern und Kühlsystemen. TDK berücksichtigt dies bei der thermischen Integration und simuliert das gesamte Subsystem als Einheit: DC-Link-Kondensator, Halbleitermodule und Kühlmittelfluss.

Dieser Ansatz zeigt die tatsächlichen Betriebstemperaturen genauer. Er modelliert die Wechselwirkungen zwischen den Bauelementen und den Wärmeaustausch direkt (Abb. 9). Ingenieure können damit das Verhalten von Kondensatoren im Gesamtsystem realistisch einschätzen.

Der Weg zum vollständig digitalen Design

TDK erstellt präzise und validierte digitale Modelle für alle Standardserien von Kondensatoren. Diese Ressourcen sind über die CLARA-Plattform verfügbar: SPICE-Modelle, Simulationen von Kondensatorbänken und CapThermal zur thermischen Simulation.

TDK kombiniert elektromagnetische, SPICE- und thermische Modellierungstechniken. Ingenieure können damit Leistungselektronik intelligenter, schneller und verlässlicher entwickeln. Das Ergebnis: weniger Prototypen, kürzere Entwicklungszyklen und optimierter Einsatz von Kondensatoren – von Industrieantrieben über erneuerbare Energien bis zur Automobil-Leistungselektronik.

Fernando Auñón, Fernando Rodríguez, Sergio Sepúlveda, David Olalla TDK Electronics
 

Referenzen

[1] S. Chowdhury, E. Gurpinar, and B. Ozpineci, “Capacitor Technologies: Characterization, Selection, and Packaging for Next-Generation Power Electronics Applications,” IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 2, pp. 2710–2720, 2022.

[2] H. Wang et al., “A Thermal Modeling Method Considering Ambient Temperature Dynamics,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 1, pp. 6–9, 2020.

[3] V.V.R. Narashimha Rao et al., “Electrical resistivity, CR and thermo electric power of annealed thin copper films,” Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 9, no. 1, 1976.

[4] M.F. Staniloiu et al., “SPICE model of a real capacitor: Capacitive feature analysis with voltage variation,” 2020 International Conference and Exposition on Electrical and Power Engineering (EPE), 2020.


 

• Ultrakompaktes µPOL-Modul FS3303 liefert 3 A bei einer Grundfläche von 2,5 x 2,5 mm² und einer Höhe von nur 1,2 mm und ermöglicht so eine hohe Leistungsdichte für optische Transceiver und Edge-KI-Systeme
• Hoher Wirkungsgrad von bis zu 95% bei einer Betriebstemperatur von bis zu +90 °C (mit Derating bis zu +125 °C), Stützung von Versorgungsspannungen von 0,4 V bis 3,3 V für ASICs, SoCs, DSPs und KI-Chipsätze
• Controller, Treiber, MOSFETs und Induktivitäten sind in TDKs innovativem 3D-Chip-Embedded-Gehäuse integriert, um die Zahl externer Bauelemente zu minimieren und möglichst viel Platz auf der Platine zu sparen

Die TDK Corporation hat mit dem FS3303 heute das erste Mitglied einer umfangreichen Erweiterung ihrer µPOL-Familie ultrakompakter, nicht isolierter DC-DC-Wandlermodule vorgestellt. Damit adressiert das Unternehmen optische Transceiver-Module in Edge-KI-Systemen sowie andere Designs mit begrenztem Bauraum. Trotz seiner geringen Grundfläche von nur 2,5 x 2,5 mm² und einer Höhe von lediglich 1,2 mm kann das FS3303 bis zu 3 A bei Umgebungstemperaturen von bis zu +90 °C (mit Derating bis zu +125 °C) liefern. Dabei erreicht es einen maximalen Wirkungsgrad von rund 95%. Das FS3303-0400-AL ist bereits in Serienproduktion, Muster sind bei den großen Distributoren verfügbar.

Die Produktreihe der leistungsstarken Point-of-Load-Wandler (POL), zu der auch das Modell FS3303 gehört und die schon bald erweitert wird, umfasst Ausgangsströme von 3 A bis 80 A und Ausgangsspannungen von 0,3 V bis 3,3 V. Dadurch können optische Netzwerke und KI-Beschleunigerplattformen auch in Zukunft ihre Performance steigern, ohne dafür unnötig Platz auf der Platine opfern zu müssen. Ein Beispiel hierfür sind kompakte optische Transceiver-Module, die von 10 Gbit/s auf 1,6 Tbit/s aufgerüstet werden. Die neue µPOL-Produktreihe ist zwischen 1,2 mm und 1,7 mm hoch.

Das Wandlermodul FS3303 unterstützt Eingangsspannungen von 2,7 V bis 6 V sowie Ausgangsspannungen von 0,4 V bis 3,3 V. Damit ist es eine vielseitige Lösung für ASICs, SoCs, DSPs und neue KI-Chipsätze, deren Versorgungsspannungen in engen Grenzen präzise in engen Grenzen geregelt werden müssen und deren Betrieb sich durch hohe Lasttransienten auszeichnet.

Dabei nutzt das µPOL-Modul die von TDK entwickelte 3D-Chip-Embedded-Gehäusetechnologie, in der Controller, Treiber, MOSFETs und Leistungsinduktivität integriert sind. Diese Architektur minimiert die Anzahl externer Bauelemente und bietet eine komplette DC-DC-Wandlerlösung, mit der sich außergewöhnlich viel Platz auf der Platine einsparen sowie die Bauhöhe minimieren lässt. Das sind hervorragende Voraussetzungen für modernste optische Transceiver und Edge-KI-Module.

• Unter dem Motto „The power in your design“ präsentiert TDK vom 9. bis 11. Juni 2026 auf dem Gelände der NürnbergMesse Technologien, die leistungsstärkere und energieeffizientere Systeme ermöglichen 

• Am Stand 350 in Halle 9 haben Besucher die Möglichkeit, die neuesten Lösungen für passive Bauelemente und Sensoren für die Branchen Wind- und Solarenergie, Antriebe in der Industrie und im Schienenverkehr, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, Elektromobilität und KI-Rechenzentren kennenzulernen 

Die TDK Corporation präsentiert auf der diesjährigen PCIM an Stand 350 in Halle 9 ihre neuesten Entwicklungen in den Bereichen passive Bauelemente und Sensorlösungen. Die Fachmesse findet vom 9. bis 11. Juni 2026 auf dem Gelände der NürnbergMesse statt. Das Messemotto von TDK lautet „The power in your design“. Dies hebt hervor, dass das Unternehmen es seinen Partnern und Kunden ermöglicht, leistungsstärkere Systeme für die Bereiche Industrie, Automotive und KI-Rechenzentren zu entwickeln.  

Messe-Highlights

The power in industrial and green energy

• TDK zeigt einen Inverter-Power-Stack vom Ingenieurbüro Hoffmann, der mit 3-kV-ModCap-Kondensatoren von TDK im DC-Link sowie 3,3-kV-SiC-MOSFETs ausgerüstet ist. Dieses System ist in erster Linie für große Energiespeichersysteme und Schwerlastfahrzeuge konzipiert. 

• Ein weiteres Highlight ist ein 2L-B6I-Inverter, der mit Folien-Kondensatoren der Serie B25697* von TDK im DC-Link sowie 2,3-kV-CoolSiC™-MOSFETs von Infineon in deren XHP™-2-Power-Modulen ausgestattet ist. Dieses Referenzdesign zeigt, wie TDK seine Kunden bei der Entwicklung von leistungsstarken Lösungen für Energiespeichersysteme, Wind- und Solarwechselrichter, Wasserstoffsysteme, DC-Mikronetze und Schnellladegeräte unterstützt. 

• Um zu demonstrieren, wie TDK auf schnell wandelnde Marktanforderungen reagiert, können Besucher auch ein Dispenser Blade des EcoG Powerblock für das Laden von Elektrofahrzeugen sehen. Jedes Blade verfügt über ein 4-in-1-HVC-Modul statt vier diskreter Hochspannungsschütze, was Montage und Wartung vereinfacht. 

• Ebenfalls zu sehen ist ein 280-kW-Referenzdesign von Infineon für einen Antriebsumrichter für Nutz-, Bau- und Landwirtschaftsfahrzeuge (eCAV), bei dem TDKs xEVCap im DC-Link zum Einsatz kommt. 

• Besucher können außerdem mehr darüber erfahren, wie TDK mit seinen Temperatur- und Drucksensoren ein effizientes und zuverlässiges Wärmemanagement unterstützt. Diese Sensoren lassen sich direkt in Kühlkreisläufe integrieren und zeichnen sich durch kurze Reaktionszeiten, robuste Signalstabilität und einfache Integration aus. 

The power in automotive 

• Anhand eines modernen Traktionsmotors präsentiert TDK seine Temperatur- und Drucksensoren sowie integrierte Motorsteuerungen und Hall- und TMR-basierte Magnetfeldsensoren – einschließlich Stromsensoren –, die eine breite Palette von E-Motor-Funktionen wie Rotorpositionserfassung, Resolver-Ersatz und Strommessung unterstützen. Die neu vorgestellten TMR-TAS-Magnetfeldsensoren erfassen analoge Signale verzögerungsfrei und mit hoher Bandbreite auf kleinstem Raum und bieten damit eine leistungsstarke und kostengünstige Alternative zu induktiven und resolverbasierten Lösungen. 

• Gemeinsam mit Infineon und Shin-Etsu Silicones Europe stellt TDK einen Demonstrator für einen 300-kW-Traktionsumrichter vor, der vier xEVCaps als DC-Link-Kondensatoren sowie den CarXield als EMV-Filter enthält. Infineon steuerte die Umrichter-Plattform auf Basis von EconoDUAL™ 3-Leistungsmodulen bei,  
  Shin-Etsu die Klebstoffe und Gap-Filler für die mechanische und thermische Anbindung. 

• Der neue Demonstrator der smarten AlN-Mehrschichtsubstrate liefert Besuchern einen genauen Einblick in diese moderne Wärmemanagement-Technologie. Zu den wichtigsten Eigenschaften von AlN (Aluminiumnitrid) zählen seine im Vergleich zu anderen keramischen Substratmaterialien hohe Wärmeleitfähigkeit sowie sein thermischer Ausdehnungskoeffizient (CTE), der denen gängiger Halbleitermaterialien wie Silizium und Siliziumkarbid (SiC) sehr nahekommt. 

• Am Stand zu sehen ist auch die „Tiny Power Box 2“. Dieses 11-kW-Bordladegerät (OBC) von Silicon Austria Labs ist mit dutzenden von CeraLink-Kondensatoren von TDK ausgestattet. Dieses Ladegerät unterstützt sowohl den dreiphasigen als auch den einphasigen Betrieb und verfügt über einen DC-DC-Wandler mit einem isolierten 14-V-Ausgang. 

• Ein weiteres Highlight im Automotive-Bereich ist das kostenoptimierte Referenzdesign „IDEA“ für Traktionsumrichter von Infineon. Es kombiniert den xEVCap im DC-Link und die InsuGate-Transformatoren von TDK zur Ansteuerung der Transistoren sowie die diskreten IDPAK-Produkte von Infineon. 

The power in AI data centers 

Der Leitgedanke „From grid to core“ bildet die Grundlage für TDKs Strategie, die gesamte Energieinfrastruktur von KI-Rechenzentren mit passiven Bauelementen, Sensorlösungen und DC/DC-Wandlern zu bedienen. Neben der Kernanwendung, der Power Supply Unit (PSU), boomen derzeit unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) für KI-Anwendungen. Gleiches gilt für die Point-of-Load-Umwandlung neben dem Prozessor. Für all diese Teilanwendungen verfügt TDK über ein umfassendes Lösungsportfolio. Künftig wird die Solid-State-Transformator-Technologie (SST) eine wichtige Rolle spielen, und TDK ist darauf vorbereitet. 

• Am Stand können Messebesucher erfahren, wie die ultrakompakten Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren von TDK dafür sorgen, dass die PSU-Referenzdesigns von Infineon AI-Servern 8 kW oder 12 kW bei minimaler Baugröße liefern können. 

• TDK wird außerdem aufzeigen, wie sich der ModCap, eine modulare, standardisierte Lösung für DC-Link-Kondensatoren, gut in das modulare Konzept der meisten SSTs einfügt. 

• Ein weiteres Highlight sind Hochspannungsschütze wie der HVC29, die für Sicherheit in 800-V-DC-Verteilerumgebungen sorgen. 

• Ebenfalls zu sehen sind µPOL-Wandler von TDK. Mit dieser modularen Point-of-Load-Lösung lassen sich FPGAs, SoCs oder ASICs mit bis zu 200 A versorgen, und sie eignet sich für Vertical-Power-Delivery-Architekturen in KI-Systemen. 

The power in EMC testing 

TDK steht kurz davor, ein deutlich größeres EMV-Labor in Regensburg fertigzustellen. Der neue akkreditierte Komplex wird eine Fläche von fast 1.700 Quadratmetern umfassen, davon 1.100 Quadratmeter für Labore und Messplätze. Außerdem wird er einen Showroom und einen großen Besucherbereich mit Tagungsräumen beherbergen. Auf der PCIM können Besucher mehr über das neue Labor und die EMV-Dienstleistungen von TDK erfahren. 

Am Stand können Messebesucher auch die von TDK selbst gefertigten Absorber sehen, darunter Platten und Pyramiden sowie Sinusfilter für bis zu 720 A und 2-Leiter-Filter für Anwendungen in der Leistungselektronik mit bis zu 1500 V/1600 A. 

The power in expertise 

Experten von TDK werden umfassende Einblicke in die wichtigsten Technologien für E-Mobilität, Energiespeicherung, KI-Rechenzentren und Solid-State-Transformatoren geben. Die Vorträge zeigen, wie die Expertise von TDK im Bereich Bauelemente und Systeme den Kunden hilft, Herausforderungen beim Design zu meistern und die Entwicklung zukunftsfähiger Leistungselektronik voranzutreiben. 

• David Olalla, xEVCap Next Level: Capacitor Bank and Thermo-Mechanical Evaluation of a Powertrain Inverter, 10. Juni, 16:15 Uhr, E-Mobility & Energy Storage Stage, Halle 6, Stand 220 

• Anirban Roy, Technologies Powering the Shift to Solid-State Transformers: How TDK Technologies Enable the Transition, 11. Juni, 10:00 Uhr, AI & Data Centers Stage, Halle 5, Stand 320 

• Alberto Espinar, xEVCap Next Level: Capacitor Bank and Thermo-Mechanical Evaluation of a Powertrain Inverter, 11. Juni, 11:15 Uhr, Poster Session, Halle 4A 
   

Weitere Informationen über den Messeauftritt finden Sie unter www.tdk-electronics.tdk.com/en/3474864/company/tradeshows-events/pcim. 

• Modernste Möglichkeiten zur Messung der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) 

• Fokus auf Automobil- und Industrie-Elektronik 

Die TDK Corporation feiert nach neun Monaten Bauzeit das Richtfest für das neue EMV‑Labor von TDK Electronics in Regensburg. Diese traditionelle Veranstaltung markiert die Fertigstellung des Rohbaus, verbunden mit einem großen Dank an die beteiligten Handwerker für ihre Arbeit und einer gemeinsamen Brotzeit für alle. Insgesamt kamen rund 50 Gäste, darunter Beschäftigte des Architekturbüros, der verschiedenen Bauunternehmen und der Wirtschaftsförderung der Stadt Regensburg. 

Dr. Stefan Weber, Projektleiter für den Neubau des EMV-Labors, dankte allen Beteiligten für ihre Arbeit und Unterstützung. „Ich freue mich sehr, dass wir heute hier zusammen das Richtfest für unser neues EMV-Labor feiern können. Auch der Innenausbau schreitet gut voran, so dass ich zuversichtlich bin, dass wir das Labor im Herbst offiziell in Betrieb nehmen können.“ 

Jürgen Roumen, Deputy General Manager der Magnetics Business Group, zu der das Labor gehört, betonte anschließend, mit der neuen Einrichtung werde ein zentraler Ort geschaffen, um gemeinsam mit den Kunden jedes Problem der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) schnell und effizient zu lösen. „Das neue Labor wird damit Ausgangspunkt für viele innovative Projekte sein.“ 

EMV als Merkmal von Sicherheit und Qualität 

Auf einer Fläche von rund 1.700 Quadratmetern bietet die neue Einrichtung internen und externen Kunden modernste Möglichkeiten zur Messung der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die EMV beschreibt die Fähigkeit elektrischer Geräte, in ihrer Umgebung einwandfrei zu funktionieren, ohne andere Geräte zu stören oder durch diese gestört zu werden. Die zunehmende Menge an Elektronik im privaten und industriellen Bereich macht die EMV zu einem entscheidenden Merkmal von Sicherheit und Qualität. 

Das Labor umfasst drei Absorberkammern unterschiedlicher Größe, in denen Fahrzeuge, Industrie-Applikationen sowie HF- und Funk-Anwendungen gemessen werden können. In allen Kammern kommen modernste TDK Absorber-Technologie und Mess-Systeme zum Einsatz. Das EMV-Labor ist damit auch ein Showroom für die von TDK angebotenen Technologien und Leistungen auf diesem Gebiet, die von der Dimensionierung und Konzeptionierung der Hallen über deren Ausstattung bis hin zum schlüsselfertigen Konzept reichen. 

• Beseitigt zentrale Hürden für die Skalierbarkeit und die Implementierung intelligenter Edge-IoT-Lösungen.
• Verbessert die Skalierbarkeit durch die Generierung umfangreicher und vielfältiger Datensätze, um KI-Lösungen für Edge-Anwendungen schneller zu entwickeln.
• Reduziert die Abhängigkeit von realen Daten von 80 Prozent (Branchenstandard) auf 10 Prozent, um Innovationen schneller und einfacher umzusetzen.

Die TDK Corporation realisiert mit SensorGPT™ weitere Fortschritte in der Sensortechnologie, mit denen sich Smart-IoT-Lösungen optimieren und schneller implementieren lassen. Mithilfe von generativer KI, Signalverarbeitung, statistischen Methoden und Simulationen kann diese Technologie große Mengen an Sensordaten erzeugen und verwalten. SensorGPT wird sowohl den Smart-IoT-Markt als auch das aufkommende Marktsegment Ambient IoT (energieautarke, vernetzte Alltagsobjekte) maßgeblich vorantreiben, denn es geht die zentralen Herausforderungen hinsichtlich der Skalierbarkeit der Modelle und der Anwendungen an. Damit lassen sich Edge-KI-Modelle effizienter entwickeln und bereitstellen, Entwicklungszeit und -kosten senken sowie die Leistungsfähigkeit und Effizienz der Modelle und Anwendungen deutlich steigern.

Daten sind das Fundament smarter Edge-Systeme. Aktuell nimmt die Datenerfassung jedoch mehr Zeit in Anspruch als die Entwicklung der damit verbundenen smarten Funktionen. Fast 80 Prozent der Entwicklungszeit für KI-Lösungen entfällt auf die Erfassung und Aufbereitung der Daten (Forbes). Da die Nachfrage nach Edge-KI weiter zunimmt und diese Technologie voraussichtlich bereits im Jahr 2026 die Norm sein dürfte, ist die Verfügbarkeit von Daten zum Haupthindernis für die Skalierbarkeit geworden (Gartner). SensorGPT begegnet dieser Herausforderung, indem es Sensordaten intelligent synthetisiert und somit den Bedarf an realen Daten reduziert. So lässt sich der Aufwand für die Datenerfassung von 80 auf rund 10 Prozent senken. Dadurch lässt sich Edge-KI schneller und skalierbarer entwickeln.

Sensordaten mit KI synthetisieren

„Durch den Einsatz fortschrittlicher Methoden zur Erweiterung und Verbesserung bestehender Datensätze lässt sich die Entwicklungszeit von Edge-KI-Modellen von Monaten auf Wochen verkürzen“, so Jim Tran, General Manager Americas HQ sowie Deputy General Manager Technology & Intellectual Property HQ TDK Corporation. Ergänzend fügt er hinzu: „Durch den Einsatz KI-basierter Modellierung, Simulation und weiterer Verfahren können Ingenieure hochwertige Daten generieren, die realistische Bedingungen abbilden. Daten lassen sich somit in eine skalierbare Ressource verwandeln.“

Fortschritte bei der Datensynthese-Technologie von SensorGPT:

• Generative KI-Modelle: Training generativer Modelle anhand begrenzter echter Daten, um zugrunde liegende Muster zu erlernen und hochwertige synthetische Daten zu generieren, die tatsächliche Daten realistisch nachbilden.
• Physikbasierte Simulationsmodelle: Nutzung physikbasierter und mathematischer Modelle, um synthetische Sensordaten zu simulieren und zu generieren.
• Signalverarbeitungsmethoden: Einsatz mathematischer und algorithmischer Verfahren, um Daten zu simulieren, deren Dynamik und Eigenschaften echten Sensorausgaben möglichst nahekommen.
• Techniken zur Anreicherung der Daten: automatische Umwandlung vorhandener Sensordaten in umfangreiche, vielfältige Datensätze, mit denen sich ein breites Spektrum an Bedingungen und Szenarien abdecken lässt.
• Unterstützte Annotation: optimierte Kennzeichnung von Trainingsdaten, um deren Brauchbarkeit und Qualität für das Trainieren von Modellen zu steigern.

Mit einem Ähnlichkeitsgrad von 90 Prozent zwischen künstlich generierten und realen Sensordaten eignen sich die synthetisch erzeugten Daten von SensorGPT dazu, Edge-KI-Lösungen schneller bereitzustellen. Nach der Implementierung tragen echte Daten sukzessive dazu bei, die synthetischen Modelle kontinuierlich zu verfeinern und zu erweitern. Dadurch entstehen effizientere Modelle für Edge-KI-Lösungen.

Abgrenzung von SensorGPT gegenüber bestehenden Technologien:

• Verbesserte Skalierbarkeit, da sich große und vielfältige Datensätze generieren lassen, um Edge-KI-Lösungen schnell zu erstellen.
• Schnellere Innovation und Entwicklung durch raschen Zugriff auf Daten, mit denen sich Prototypen schnell erstellen, testen und frühe Modelle bereitstellen lassen.
• Anpassbarkeit mithilfe von Tools, die Daten auf konkrete Sensoren, smarte IoT-Anwendungen sowie praxisnahe Szenarien und Betriebsbedingungen zuschneiden.
• Enabler für Edge-Intelligence, um den wachsenden Bedarf an hochwertigen Daten für smarte Edge-KI-Anwendungen zu decken.

Mit SensorGPT von TDK lassen sich Prototypen und Machbarkeitsstudien schneller realisieren. Dabei kann je nach Applikation und Einsatzfall die Menge der Datensätze vervielfacht werden. Dies kann die Entwicklungszeit für Edge-AI-Modelle von mehr als fünf Monaten auf wenige Wochen verkürzen.

Damit ein hermetisch gekapselter 8-Megawatt-Umrichter in einem 20-Fuß-Standardcontainer Platz findet, brauchte Norvento Enerxía mehr als nur einen passenden DC-Link-Kondensator: Die Entwickler des spanischen Spezialisten für erneuerbare Energien brauchten die Gewissheit, dass das Design unter allen Betriebsbedingungen stabil arbeitet. TDK lieferte beides – den ModCap UHP als Basis für den DC-Link sowie detaillierte Simulationen. Dies sparte mehrere Monate Entwicklungszeit.

„Oberstes Designziel beim nXL war die vollständige Kapselung, also kein Luftaustausch zwischen dem Inneren des Umrichters und der Umgebung.“ So beschreibt Ángel Mayor, Leiter Innovation bei Norvento und Chefentwickler des Umrichters, die zentrale Herausforderung. So eine Kapselung ist sinnvoll, denn solche Systeme, die als Zentral-Wechselrichter in Photovoltaik-Anlagen und großen Batteriespeichern dienen, müssen oft in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, salzhaltiger Luft oder sogar Metallpartikeln – etwa im Bergbau – sowie in Regionen mit aktivem Vulkanismus arbeiten. Außerdem sind gekapselte Systeme sehr wartungsarm, denn es müssen keine Filtermatten regelmäßig ausgetauscht werden. Eine Flüssigkeitskühlung sollte das thermische Management sicherstellen.

Allerdings wirkt sich dieses Designziel weitreichend auf die Schlüssel-Bauelemente wie den DC-Link-Kondensator aus. Hier unterstützte TDK nicht nur mit einem passenden Bauelement, sondern auch mit fachlicher Expertise und Service.

Abbildung 1:

Der 7 bis 8 MW starke Umrichter nXL von Norvento Enerxía einschließlich Transformator und Mittelspannungsschaltanlage

Herausforderungen im Entwicklungsprozess

Die DC-Link-Lösung für den nXL musste drei wesentliche Anforderungen erfüllen: 

• ein niedriger Serienersatzwiderstand (ESR) über die Frequenz, um Verluste zu minimieren,
• eine niedrige Serienersatzinduktivität (ESL), damit die Spannung beim Ausschalten der Halbleiter nicht zu weit überschwingt, was noch wichtiger wird, wenn zukünftig schnell schaltende SiC-MOSFET-Module eingesetzt werden sollen, sowie
• hohe Betriebstemperaturen.

Abbildung 2:

Der ModCap UHP von TDK kann die volle Ausgangsleistung bis +105 °C erbringen.

„Daneben war uns auch eine modulare Lösung wichtig, die sich flexibel an unterschiedliche Konfigurationen anpassen lässt“, ergänzt Mayor. Deswegen bot sich der ModCap von TDK an, einem langjährigen Partner von Norvento.

Allerdings müssen Folien-Kondensatoren mit Polypropylen als Dielektrikum bereits ab +85 °C in ihrer Ausgangsleistung gedrosselt werden (Derating). Das trifft auch auf die bis dato verfügbaren Varianten des ModCap zu. Deshalb hat TDK den ModCap UHP entwickelt. Darin kommt ein neuartiges Dielektrikum namens EPN (Ethylen-Propylen-Norbornene) zum Einsatz, sodass das Bauelement auch bei +105 °C die volle Leistung abgeben kann [1]. EPN ist eine Mischung aus Polypropylen (PP), einem bewährten, leicht zu verarbeitenden Dielektrikum, und zyklischem Olefin-Copolymer (COC), einem Dielektrikum mit höherer Temperaturbeständigkeit. Allerdings lässt sich COC allein nicht in eine Folie umformen. Daher wird es mit Polypropylen gemischt. Dieses Dielektrikum lässt sich wie PP verarbeiten und weist gleichzeitig die Hochtemperaturfestigkeit von COC auf.

Trotzdem blieben Fragen: Wie teilt sich bei höheren Frequenzen der Strom auf die einzelnen ModCaps an der Busbar auf? Wie verteilt sich bei höheren Frequenzen der Strom auf die Kondensator-Wickel innerhalb des Bauelements? Und wie entwickeln sich die Verluste über die Frequenz? Hier halfen die Spezialisten von TDK mit ihrer Expertise bei der Simulation.

Kürzere Time-to-Market

„Eines der zentralen Bedenken von Norvento war, wie sich der Strom zwischen den insgesamt 18 ModCaps – je sechs pro Phase – aufteilt, aus denen sich der DC-Link zusammensetzt“, erinnert sich Fernando Rodríguez von der Applications and Development Group von TDK in Málaga. Zudem ging es darum, ob sich hochfrequente Schwingungen negativ auswirken, beispielsweise Resonanzen im Zusammenhang mit den Abmessungen der Busbar. Um Gewissheit zu geben, schlug TDK vor, den gesamten DC-Link virtuell zu charakterisieren und die Stromverteilung per Finite-Elemente-Analyse (FEA) zu simulieren. Das Ergebnis: Die Busbar-Konstruktion in Kombination mit ModCap-UHP-Kondensatoren bleibt über den gesamten Betriebsfrequenzbereich der Anwendung innerhalb der Spezifikationen.

Der Hauptvorteil der Verwendung einer FEA besteht darin, dass Ergebnisse bereits vor dem Bau eines Prototyps vorliegen. Dadurch lassen sich langwierige Lebensdauer- und Stresstests weitgehend vermeiden. „In diesem Fall hat die Simulation schätzungsweise zwei bis drei Monate Entwicklungs- und Testzeit eingespart“, resümiert Rodríguez den Ansatz.

„Durch die Simulation bereits zu einem frühen Zeitpunkt im Projekt konnten wir die Stromverteilung im DC-Link optimieren und mögliche Resonanzen vorab ausschließen. Das verkürzte die Time-to-Market für Norvento und sicherte das Design von Beginn an ab.“ 

Fernando Rodríguez, Applications and Development Group bei TDK

Support als Erfolgsgarant

Einen hermetisch dichten 7 bis 8 MW starken Umrichter einschließlich Transformator und Mittelspannungsschaltanlage in einem 20-Fuß-Standardcontainer unterzubringen ist nur in einem Team mit erfahrenen Spezialisten möglich. Erfolgsgarant, so Álvar Mayor, „war nicht nur der passende DC-Link-Kondensator, sondern auch der technische Support insbesondere bei den Simulationen.“

Der nXL lässt sich im Netzfolgebetrieb oder als netzbildendes System betreiben. Damit eignet er sich auch für Micro Grids oder Anlagen, bei denen stabile Netze nicht selbstverständlich sind.

„Die Zusammenarbeit mit TDK war sehr gut und immer proaktiv. Wir haben in diesem Projekt viel voneinander gelernt. Die technische Unterstützung, insbesondere bei den Simulationen, war ein wichtiger Erfolgsfaktor.“

Álvar Mayor, Leiter Innovation bei Norvento und Chefentwickler des nXL

Ausblick

Für Norvento markiert der nXL einen Wendepunkt: Mit einer Leistungsdichte, die nach Aussage des Entwicklungsteams aktuell ihresgleichen sucht, und der Fähigkeit, 7 bis 8 MW in einem 20-Fuß-Standardcontainer zu integrieren, kann das Unternehmen nun mit den großen internationalen Herstellern von Leistungselektronik konkurrieren. Und die Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen: Die Architektur des nXL ist von Anfang an auf den Einsatz von SiC-MOSFET-Modulen ausgelegt – ein Upgrade, das die Anforderungen an den DC-Link weiter verschärfen wird. Aber die Grundlage dafür ist dank der umfassenden Simulationen bei TDK bereits gelegt.

Ein solches System in dieser Kompaktheit und Zuverlässigkeit zu realisieren, wäre ohne die richtige Kombination aus Bauelement und Partner zum richtigen Zeitpunkt nicht möglich gewesen. Der ModCap UHP von TDK – mit seinem neuartigen Hochtemperatur-Dielektrikum und der patentierten Hochfrequenz-Innenstruktur – sowie die begleitende FEA-Simulation als Dienstleistung zeigen, was möglich wird, wenn Expertise auf Bauelemente-Ebene und Systemverständnis Hand in Hand gehen. Wer vor ähnlichen Herausforderungen steht, findet bei TDK beides.

Referenzen

[1] Leistungskondensatoren: Der neue ModCap mag es heiß, https://www.tdk-electronics.tdk.com/de/190976/tech-library/artikel/applications-cases/applications-cases/modcap/3660552, TDK, Januar 2026

Die TDK Corporation präsentiert die neue Serie B82722V6*B040. Diese kompakten, stromkompensierten Ringkerndrosseln sind gerade einmal 23 x 15,5 x 24 mm³ groß und wurden hauptsächlich für Nenn-Gleichspannungen bis zu 1250 V (630 V AC) entworfen. Sie unterdrücken elektromagnetische Störungen in modernen industriellen Anwendungen effektiv. Dazu gehören Leistungswandler, industrielle Motorantriebe und getaktete Stromversorgungen, die häufig SiC- und GaN-Leistungshalbleiter verwenden und sich durch erhöhte DC-Bus-Spannungen auszeichnen. In diesen Anwendungen sind Isolationskoordination und Platz auf der Leiterplatte entscheidend.

Die Serie deckt nominale Induktivitätswerte von 3,3 mH bis 22 mH ab und hat Bemessungsströme zwischen 0,85 A und 3,0 A bei einer Umgebungstemperatur von +70 °C. Eine mehrschichtige, zuverlässige Isolationskonstruktion sowie Tests mit Spannungen von 3750 V (Leitung zu Leitung) gewährleisten eine robuste galvanische Trennung. Dank der speziellen, automatisierten Wickeltechnik weisen diese Drosseln eine hohe Resonanzfrequenz und eine typische Streuinduktivität von etwa 0,6 % auf. Dadurch können sie auch symmetrische Störungen unterdrücken.

Die Epoxidbeschichtung des Ferritkerns sowie der Spritzguss-Halter entsprechen der UL 94 V.0. Darüber hinaus erfüllt das Design die aktuellen Sicherheitsanforderungen der Normen IEC 60938-2 und IEC/UL 60939-3 für EMI-Drosseln und -Filter. Die Serie B82722V6*B040 ist für das Wellenlöten geeignet und wird in einem kompakten, vertikalen Design angeboten. Damit können Ingenieure 1250-V-DC-Hochspannungsarchitekturen realisieren, ohne die Grundfläche der Leiterplatten vergrößern zu müssen.

• Die Filter erzielen eine branchenführende* Störunterdrückung im hohen Frequenzbereich über 5 GHz
• Ein neu entwickeltes, verzerrungsarmes Ferritmaterial reduziert Klangverzerrungen erheblich, indem es Performance-Schwankungen in den Audioleitungen kleiner Consumer-Geräte minimiert
• Reduziert die Dämpfung von Audiosignalen durch einen geringeren ohmschen Widerstand als herkömmliche Produkte und sorgt so für einen großen Dynamikbereich

Die TDK Corporation hat ihre neuesten Entstörfilter der Serie MAF0603GWY vorgestellt. Diese sind nur 0,6 x 0,3 x 0,3 mm³ (L x B x H) groß und für den Einsatz in kleinen Consumer-Geräten wie Smartphones und Wearables vorgesehen. Die Serienproduktion der neuen Produktserie soll im April 2026 anlaufen.

Elektromagnetische Störungen in Smartphones, Wearables und ähnlichen Geräten, die von Audioleitungen ausgehen, können die integrierte Antenne beeinflussen und die Empfindlichkeit des Empfängers beeinträchtigen. Üblicherweise kommen Chip-Ferritperlen zum Einsatz, um solche Störungen zu unterdrücken. Diese bekämpfen zwar das Rauschen effektiv, beeinträchtigen jedoch gleichzeitig die Audioqualität, was Nutzer als störend empfinden können.

Die neuen Entstörfilter der Serie MAF0603GWY überwinden diesen Schwachpunkt dank eines neu entwickelten, proprietären, verzerrungsarmen Ferritmaterials. Sie verändern die Eigenschaften der Audioleitung nur minimal, reduzieren Klangverzerrungen erheblich und verhindern so den Qualitätsverlust, der bei der Verwendung von Chip-Ferritperlen auftritt. Die Filter von TDK bieten eine branchenführende Dämpfung im 5-GHz-Band (Impedanz bis zu 3220 Ω bei 5 GHz) und unterdrücken Rauschen effektiv. Im Vergleich zu herkömmlichen Produkten zeichnen sie sich zudem durch einen geringeren ohmschen Widerstand aus. Somit dämpfen sie Audiosignale weniger stark und sorgen für einen größeren Dynamikbereich.

TDK wird auch weiterhin einen Beitrag für die Branche leisten, indem das Unternehmen ein breites Sortiment an Entstörfiltern sowie technische Unterstützung anbietet. Ziel ist es, die Audioqualität bei mobilen und tragbaren Kommunikationsgeräten möglichst hochzuhalten und gleichzeitig diese Geräte wirksam zu entstören.

*  Stand: April 2026, laut TDK.

Die TDK Corporation gibt bekannt, dass es in den USA mit der Herstellung fortschrittlicher Sensoren für verschiedene Produkte von Apple beginnen wird. Aufbauend auf einer über 30-jährigen Partnerschaft mit Apple ermöglicht diese Initiative beiden Unternehmen, ihre Fertigungskompetenzen im Bereich hochentwickelter Sensoren im Rahmen einer japanisch-amerikanischen Zusammenarbeit zu stärken und durch die Produktion an US-Standorten zu einer zuverlässigeren Sensor-Lieferkette beizutragen. Im Rahmen von Apples aktuellem American Manufacturing Program ist dies das erste Mal, dass ein japanisches Unternehmen Komponenten für Apple in den Vereinigten Staaten fertigt. 

TDK arbeitet mit Apple nicht nur bei der Entwicklung der nächsten Generation von Sensoren zur Verbesserung mobiler Funktionen zusammen, sondern auch in vielen weiteren Bereichen wie elektronischen Bauelementen und wiederaufladbaren Batterien. 

„TDK ist ein langjähriger Partner und wir freuen uns, dass sie unserem American Manufacturing Program beigetreten sind“, sagte Sabih Khan, COO von Apple. „Apple setzt sich dafür ein, gemeinsam mit Zulieferern – wie TDK – noch mehr in den USA zu fertigen. Diese Initiative zeigt erneut eindrucksvoll, was möglich ist, wenn wir gemeinsam in fortschrittliche amerikanische Fertigung investieren.“ 

Zur vertieften Zusammenarbeit erklärte TDKs President und CEO Noboru Saito: „Unsere jahrzehntelange Partnerschaft mit Apple ist für uns von großer Bedeutung. Als Apple uns fragte, welchen zusätzlichen Beitrag wir in den USA leisten könnten, haben wir darin sofort eine Chance gesehen, unsere Zusammenarbeit weiter auszubauen – und zwar auf eine neue Weise. Wir sind sehr stolz darauf, gemeinsam mit Apple die US-Fertigung zu stärken. Wir teilen das Ziel, in den USA mehr zu bewirken, und unsere Teams arbeiten dort Seite an Seite.“ 

Der jüngste Anstieg der Edelmetallpreise erhöht den wirtschaftlichen Druck auf herkömmliche mehrschichtige Piezo-Konstruktionen, bei denen Silber zum Einsatz kommt. Neben den steigenden Kosten ist Silber zudem die Hauptursache für Ausfälle der Bauelemente in feuchten Umgebungen. Durch den Einsatz von Kupfer statt Silber hat TDK für beide Herausforderungen eine Lösung parat.

Anfang März 2026 bewegten sich die Preise für Edelmetalle weiterhin nahe ihren Rekordhöhen. Der Silberpreis ist in den vergangenen sechs Monaten um mehr als 100 Prozent gestiegen [1] (Abb. 1a). In einem derart turbulenten Markt schützt TDKs patentierte High Active Stack-Technologie (HAS) [2] auf Kupferbasis die Hersteller sowohl vor anhaltenden Preissteigerungen als auch vor instabilen Lieferketten. Denn der Kupferpreis ist in den vergangenen sechs Monaten um lediglich 29 Prozent gestiegen [3] (Abb. 1b). Dies macht die leistungsstarke HAS-Technologie erschwinglicher und wirtschaftlich nachhaltiger.

Zudem bergen Silberelektroden einen technischen Nachteil: Sie reagieren empfindlich auf Feuchtigkeit, auch bekannt als Silbermigration. Silbermigration kann die Lebensdauer von Piezo-Aktuatoren verringern und zu Kurzschlüssen führen, was die Zuverlässigkeit in feuchten Umgebungen beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu sind Kupferelektroden unempfindlich gegenüber diesem Effekt und bieten somit eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit. Die Kupfer-Stack-Aktuatoren der dritten Generation von TDK bestätigen diesen Vorteil mit einer außergewöhnlichen Lebensdauer von über 100 Millionen Zyklen bei +85 °C und 85 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit sowie mit energiesparender Einstellung der nominalen Dehnung. Diese Eigenschaften beruhen auf einem patentierten Kupfer-Ätzprozess.

Breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen

Seit über 20 Jahren gehören die HAS-Aktoren von TDK zu den unverzichtbaren Komponenten von Kraftstoff-Einspritzsystemen in Fahrzeugen. Doch ihr Einsatz beschränkt sich nicht nur auf Autos. Sie arbeiten auch in Nanopositionier-Systemen in der Halbleiter-Fertigung und sorgen dort für Präzision beim Handling von Wafern und bei Lithografie-Prozessen. In medizinischen Anwendungen kommen sie in Geräten wie Ultraschallwandlern und Medikamentenabgabesystemen zum Einsatz, bei denen Präzision und Feuchtigkeitsbeständigkeit unverzichtbar sind.

Die PowerHap-Serie [4] erweitert beispielsweise das haptische Feedback in der Konsum-Elektronik, etwa bei Wearables und VR-Geräten, und liefert präzises haptisches Feedback [5]. Auch Ventilsteuerungen in der Verfahrenstechnik profitieren davon und regeln Flüssigkeiten und Gase mit außergewöhnlicher Geschwindigkeit.

Darüber hinaus unterstützen HAS-Aktoren innovative optische Lösungen für die schnelle Datenübertragung mit geringer Latenz in der KI-Infrastruktur von Rechenzentren. Dies kommt den enormen Rechenanforderungen der KI entgegen und bietet die für einen skalierbaren, effizienten Betrieb von Rechenzentren unverzichtbare Zuverlässigkeit bei hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie Kostensicherheit.

Ein Partner, bereit für die Herstellung Ihres kupferbasierten Piezoelements

Was TDK wirklich auszeichnet, ist sein umfassendes internes Know-how. Am globalen Kompetenzzentrum für Piezo-Technik in Deutschlandsberg, Österreich, steuert das Unternehmen jeden Schritt – vom Design über die Entwicklung und den Prototypenbau bis hin zur Serienfertigung. Durch diese vollständige vertikale Integration gewährleistet das Unternehmen kompromisslose Qualität, rasche Innovationszyklen und die Flexibilität, Vielschicht-Piezo-Lösungen präzise auf die Kundenanforderungen zuzuschneiden. Ganz gleich, ob es darum geht, einen bestehenden Aktuator anzupassen oder eine völlig neue Variante auf Kupferbasis zu entwickeln.

Sind Sie bereit, den nächsten Schritt zu tun und Ihre Anwendung mit Piezo-Aktuatoren auf Kupferbasis zu optimieren? Wir freuen uns darauf, Sie kennenzulernen.

Oder kontaktieren Sie uns: piezo@tdk.com

Quellen

[1] https://tradingeconomics.com/commodity/silver, abgerufen am 18. März 2026

[2] Piezo-Aktuatoren für Kraftstoff-Einspritzsysteme: Neue Bestmarke bei Zuverlässigkeit und Kosten, https://www.tdk-electronics.tdk.com/de/190976/tech-library/artikel/applications-cases/applications-cases/neue-bestmarke-bei-zuverlaessigkeit-und-kosten/1039332, 11. Juli 2014, abgerufen am 18. März 2026.

[3] https://tradingeconomics.com/commodity/copper, abgerufen am 18. März 2026

[4] PowerHap Piezo‑Aktuatoren. Schnell. Präzise. Immersiv. https://www.tdk-electronics.tdk.com/de/2124914/produkte/produktkatalog/piezo-komponenten-schalt-heizelemente-buzzer-mikrofone/powerhap, abgerufen am 18. März 2026

[5] PowerHap von TDK macht AR/VR-Erlebnisse immersiver, https://www.tdk-electronics.tdk.com/de/190976/tech-library/artikel/applications-cases/applications-cases/powerhap/3225794, 12. März 2024, abgerufen am 18. März 2026