Kaskoden bei Schaltungsaktualisierung

Die Nachfrage hinsichtlich der Aktualisierung bestehender Anlagen, bei denen ein vollständig neues Design weder machbar noch wirtschaftlich erscheint, ist hoch. Die meisten WBG-Schaltlösungen eignen sich schlecht für den Austausch bestehender Bauteile wie IGBTs oder Si-MOSFETs, denn die Gate-Ansteuerung für diese Bauelemente ist nicht kompatibel zu den präzisen Gate-Ansteuerspannungen, wie sie für SiC-MOSFETs oder GaN-HEMT-Bauelemente erforderlich wären. Kaskoden-SiC-JFETs lassen sich jedoch als direkter Ersatz verwenden. Sie sind in den üblichen TO-247- und TO-220-Gehäusen erhältlich und zu einer Vielzahl von Gate-Ansteuerspannungen kompatibel, die alle anderen Bauteilstandards umfassen (Bild 4).

SiC-Kaskoden können als Ersatz in vielen Anwendungen mit IGBTs, Si-MOSFETs oder sogar SiC-MOSFETs zum Einsatz kommen – und das mit wenig mehr als einer Änderung des seriellen Gate-Widerstandes, um die Schaltgeschwindigkeit zu optimieren (Bild 5).

Bild 5: Gate-Ansteuerungskreis für eine SiC-Kaskode.

Bild 5: Gate-Ansteuerungskreis für eine SiC-Kaskode. United SiC

Super-Kaskoden schalten bis 10 kV

SiC-Kaskoden sind mit Nennwerten von 650 und 1200 V für Ströme bis etwa 85 A und mit Durchlasswiderständen von etwa 30 mΩ erhältlich. Super-Kaskoden lassen sich aus gängigen 1200-V-Kaskoden und JFETs aufbauen, um sehr hohe Spannungen (beispielsweise 2,5 bis 10 kV) über einen einzigen MOSFET zu schalten .

Durch die hohe Temperaturfähigkeit von SiC-Halbleitern, ihr schnelles Schalten und ihre geringen Verluste eignen sie sich ideal für industrielle Anwendungen, bei denen hohe Leistungen und Effizienz von entscheidender Bedeutung sind. Hochleistungsfähige Brückenschaltungen wie sie in Wechselrichtern, Audioverstärkern der Klasse D, beim Schweißen und für Motorantriebe zum Einsatz kommen, sind ideale Anwendungsbereiche. Vor allem aber profitieren brückenlose Totem-Pole-PFC-Schaltungen (Leistungsfaktorkorrektur, PFC) von diesen Vorteilen (Bild 6).

 

Auf der folgenden Seite erfahren Sie, warum Kaskoden mit SiC-JFETs praktisch unkaputtbar sind.

Seite 3 von 41234