1700-V-SiC-Bauelemente von Microchip ersetzen Si-IGBTs

Die heutigen energieeffizienten E-Ladesysteme für den Antrieb von Nutzfahrzeugen sowie Hilfsstromsysteme, Solarwechselrichter, elektronische Transformatoren und andere Transport- und Industrieanwendungen sind alle auf High-Voltage-Schaltnetzteile angewiesen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, erweitert Microchip sein Siliziumkarbid-(SiC-)Angebot um eine Reihe1700-V-SiC-MOSFETs, diskreter Bauelemente und Power-Module.

Die 1700-V-SiC-Technologie des Herstellers ist eine Alternative zu bisherigen Silizium-IGBTs, die von Entwicklern fordern, Kompromisse bei der Leistungsfähigkeit einzugehen und komplizierte Topologien aufgrund der beschränkten Schaltfrequenz durch verlustbehaftete Si-IGBTs zu verwenden. Zudem werden Größe und Gewicht von Leistungselektronik durch Transformatoren aufgebläht, die sich durch eine höhere Schaltfrequenz verkleinern lassen.

Das neue SiC-Angebot ermöglicht es Entwicklern, über IGBTs hinauszugehen und stattdessen zweistufige Topologien mit weniger Bauelementen, höherem Wirkungsgrad und einfacherer Ansteuerung zu verwenden. Ohne Schaltbeschränkungen lassen sich Leistungswandler damit in Größe und Gewicht erheblich reduzieren, wodurch Platz für mehr Ladestationen, zusätzlicher Raum für Fahrgäste und Fracht geschaffen oder die Reichweite und Betriebszeit von schweren Fahrzeugen, Elektrobussen und anderen batteriebetriebenen Nutzfahrzeugen verlängert wird.

Hohe Zuverlässigkeit nachgewiesen

Komponenten sollen eine hohe Zuverlässigkeit bieten. Zu den Merkmalen gehört die Gate-Oxid-Stabilität, bei der Microchip selbst nach 100.000 Impulsen in R-UIS-Tests (Repetitive Unclamped Inductive Switching) keine Verschiebung der Schwellenspannung beobachtete. Diese Tests zeigten auch sehr gute Avalanche-Robustheit und parametrische Stabilität und mit der Gate-Oxid-Stabilität einen zuverlässigen Betrieb über die gesamte Lebensdauer des Systems.

Die laut Herstellerangabe nahezu verlustfreie Body-Diode erübrigt eine externe Diode mit dem SiC-MOSFET. Eine mit IGBTs vergleichbare Kurzschlussfestigkeit übersteht schädliche elektrische Transienten. Eine flachere R_DS(on)-Kurve über der Sperrschichttemperatur von 0 bis +175 °C ermöglicht einen stabileren Betrieb des Stromversorgungssystems als andere SiC-MOSFETs, die eine höhere Temperaturempfindlichkeit aufweisen.

Microchip vereinfacht die Einführung seiner Technologie mit einer Reihe digitaler, programmierbarer AgileSwitch®-Gate-Treiber und einer großen Auswahl an diskreten und Power-Modul-Gehäusen, die in Standard- und anpassbaren Formaten erhältlich sind. Diese Gate-Treiber helfen, die SiC-Entwicklung vom Labortisch bis zur Fertigung zu beschleunigen.