Für Antriebsumrichter von Hybrid- und Elektrofahrzeugen (HEV) bringt Infineon Technologies neue Hochspannungs-IGBT-Gate-Treiber auf den Markt. „Mit den neuen Ansteuerbausteinen EiceDriver SIL und dem EiceDriver Boost können Hersteller von Automobilsystemen ihre HEV-Antriebssubsysteme gemäß den ASIL-C/D-Anforderungen für die Funktionale Sicherheit (ISO 26262) schneller und kosteneffizienter als bisher entwickeln“, erklärte Mark Münzer, Senior Director, Electric Drive Train bei Infineon Technologies, im Gespräch mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK auf der Messe PCIM. Anwendungen für die beiden EiceDriver sind HEV-Inverter bis zu 120 kW mit 400-V-, 600-V- und 1200-V-IGBTs. Erste Muster sind verfügbar, die Bemusterung mit dem Serienprodukt soll im Dezember 2013 beginnen, die Produktion dann Ende 2014 anlaufen.

IGBT-Treiber für ASIL-C/D-konforme Designs: EiceDriver

IGBT-Treiber für ASIL-C/D-konforme Designs: EiceDriverInfineon Technologies

Bereit für ASIL-C/D

Die gemäß AECQ100 qualifizierten Treiber-ICs EiceDRIVER SIL (1EDI2001AS) und EiceDRIVER Boost (1EBN1001AE) bieten einen für die Ansteuerung und Überwachung von IGBTs in einem automobilen Wechselrichter optimierten Funktionsumfang. Beide verfügen über eine galvanische Trennung und bidirektionale Signalübertragung. Sie bieten aktiven Kurzschluss-Schutz und „ermöglichen eine weitere Optimierung des Schaltverhaltens der IGBTs“, führt Mark Münzer weiter aus: „Der Einsatz der Bausteine in einem HEV-Subsystem spart bis zu 20 Prozent der Leiterplattenfläche gegenüber heutigen Lösungen ein. Außerdem senken die Funktionen des EiceDriver SIL und EiceDriver Boost die Systemkosten, weil bis zu 60 diskrete Komponenten entfallen, die heute in herkömmlichen Systemen erforderlich sind.“

Damit sieht Münzer sein Unternehmen bestens positioniert: „Als Marktführer bei Leistungs- und Automobilelektronik bietet Infineon das branchenweit umfangreichste Portfolio für hocheffiziente Antriebe mit ASIL-C/D-Anforderungen an. Wir kombinieren Funktionale Sicherheit mit Kosteneffizienz, dadurch helfen unsere Elektromobilitäts-Lösungen, die Gesamt-Systemkosten zu senken und den Wirkungsgrad zu erhöhen.“

EiceDriver SIL

So präsentierte Infineon die EiceDriver auf der PCIM.

So präsentierte Infineon die EiceDriver auf der PCIM.Alfred Vollmer

Beim EiceDriver SIL (1EDI2001AS) handelt es sich um einen Hochvolt-IGBT-Gate-Treiber für Motorantriebe in Automobilen mit bis zu 120 kW Leistung. EiceDriver SIL basiert auf der CLT-(Coreless Transformer)-Technologie von Infineon und bietet eine galvanische Trennung zwischen den Niederspannungs- und Hochspannungs-Bereichen. Zur Steuerung und Diagnose verfügt EiceDriver SIL über eine SPI-Schnittstelle, die eine Nutzdaten-Übertragungsrate von bis zu 2 MBit/s aufweist.

Um auf Systemebene die Anforderungen an die Funktionale Sicherheit zu erfüllen, sind im EiceDriver SIL zahlreiche sicherheitsrelevante Funktionen implementiert. Dazu zählen eine Überstrom-Überwachung und eine Laufzeit-Überwachung für alle Stromversorgungen, für Oszillatoren, Gate-Signale und für die Ausgangsstufe. Ein Verifizierungs-Modus erlaubt die Diagnose auf Systemebene einschließlich Fehler-Injektion und einem Einschalten mit reduzierter Gate-Spannung. Auf der Hochspannungsseite ist EiceDriver SIL so dimensioniert, dass der Chip eine externe Booster-Stufe (Verstärkerstufe) treiben kann. Er ist in einem Gehäuse des Typs PG -SO-36 erhältlich.

EiceDriver Boost

Der EiceDriver Boost (1EBN1001AE) genannte Baustein ist ein einkanaliger IGBT-Boost-Treiber, der mit dem EiceDriver SIL kompatibel ist. „Er basiert auf einer leistungsfähigen bipolaren Technologie und ersetzt herkömmliche Verstärkerschaltungen mit diskreten Bauelementen“, erklärt Mark Münzer. „Dank des thermisch optimierten Gehäuses mit Exposed-Pad kann er Ströme von bis zu 15 A handhaben. Damit eignet sich der EiceDriver Boost für das Gros der Wechselrichtersysteme in Automobilen.“ Er unterstützt Funktionen wie aktiven Kurzschluss-Schutz und aktive Klemmung. Infineon liefert EiceDriver Boost im PG-DSO-14-Gehäuse aus.

Systemlösung

Einen Aspekt hebt Mark Münzer noch zusätzlich hervor: „Mit EiceDriver SIL und EiceDriver Boost lassen sich in Verbindung mit IGBT-Modulen des Typs HybridPack von Infineon optimierte Systemlösungen für elektrische und hybride Automobile realisieren.“