La suite di nuovi circuiti integrati Gate Driver affronta il SiC

Sep 03, 2023

Mentre i MOSFET basati su SiC guadagnano terreno nel settore energetico, i produttori lavorano 24 ore su 24 per fornire interruttori di potenza efficienti per i MOSFET. Questo articolo mette in evidenza gli ultimi circuiti integrati gate driver recentemente presentati nel settore dei semiconduttori di potenza.

Infineon sta espandendo il proprio portafoglio EiceDRIVER, aggiungendo la famiglia di gate driver 2EDi. Il portafoglio EiceDRIVER sfrutta i trasformatori coreless per i suoi circuiti integrati gate driver isolati galvanicamente e la nuova famiglia 2EDi segue l'esempio. I circuiti integrati sono progettati per pilotare MOSFET Si, ​​MOSFET SiC e interruttori di potenza GaN. L'azienda afferma che la nuova famiglia è progettata per un funzionamento robusto nei semiponti CoolMOS, CoolSiC e OptiMOS MOSFET ad alte prestazioni.

I più recenti gate driver a doppio canale isolati galvanicamente sono destinati alle applicazioni negli alimentatori a commutazione (SMPS). Secondo Infineon, i dispositivi migliorano le prestazioni e ottimizzano le operazioni nelle topologie hard e soft-switching controllate sul lato primario e secondario. Con un'elevata precisione del ritardo di propagazione e un basso disadattamento da canale a canale, i prodotti possono essere utili nei sistemi di alimentazione a commutazione rapida.

I prodotti sono dotati di una funzione di blocco per sottotensione (UVLO) con un tempo di avvio e ripristino rapido pari o inferiore a due μs. Grazie alla tecnologia del trasformatore senza nucleo, i prodotti presentano un'elevata immunità ai transitori di modo comune. Inoltre, un circuito di limitazione dell'uscita integrato elimina il rumore di uscita, soprattutto quando la tensione di alimentazione del gate driver è inferiore alla soglia UVLO.

Confezionati in contenitori DSO con piombo e LGA senza piombo, si dice che i prodotti risparmino fino al 36% di spazio nelle applicazioni a bassa tensione. I nuovi prodotti della famiglia 2EDi sono disponibili in commercio con i codici 2EDB8259F, 2EDB7259Y, 2EDB8259Y e 2EDB9259Y.

Un altro gate driver recentemente introdotto nel settore è la famiglia SCALE-iFlex LT NTC di moduli IGBT/SiC prodotti da Power Integrations. Come i gate driver di Infineon, la famiglia SCALE-iFlex LT NTC è un gate driver a doppio canale adatto per l'uso in applicazioni MOSFET SiC. Il prodotto può essere utilizzato con moduli transistor bipolari a gate isolato (IGBT) come Mitsubishi LV100 e Infineon XHP 2 poiché supporta classi di tensione IGBT che vanno da 1200 V a 3300 V.

La famiglia di circuiti integrati gate driver SCALE-iFlex LT NTC è composta da un driver gate adattato al modulo (MAG) (2SMLT0220D2C0C) e un controllo master isolato (IMC) (2SILT1200T2A0C-33). Secondo Power Integrations, l'unità IMC supporta fino a quattro MAG in connessione parallela. Il collegamento in parallelo tra i MAG di una singola unità IMC aiuta a risparmiare spazio.

Il prodotto è dotato di clamping attivo per garantire che il semiconduttore di potenza venga acceso parzialmente quando la tensione collettore-emettitore supera una soglia predefinita. Ciò mantiene il semiconduttore in funzionamento lineare.

Il dispositivo include una lettura della temperatura per l'osservabilità complessiva del sistema. Monitorando i dati del coefficiente di temperatura negativo del modulo di potenza, il gate driver può gestire con precisione il calore nei sistemi di conversione. Durante il funzionamento, ciascun MAG rileva la temperatura NTC del modulo di potenza collegato. Il segnale rilevato viene inoltrato all'IMC e la misurazione viene effettuata tramite un'interfaccia elettrica.

Il prodotto è inoltre dotato di rivestimento conforme, che protegge i componenti della scheda. Il processo di rivestimento conforme aiuta a raggiungere un'elevata affidabilità e rende il prodotto adatto all'uso in condizioni difficili e ambienti contaminati.

Per concludere questa carrellata di potenza, diamo uno sguardo al nuovo modulo MOSFET SiC incorporato con diodo a barriera Schottky (SBD) di Mitsubishi Electric.

Il dispositivo basato su SiC è progettato per applicazioni pesanti come la conversione di potenza nei sistemi ferroviari. Poiché i dispositivi SiC sono efficienti dal punto di vista energetico e energetico, Mitsubishi afferma che il prodotto ha un'impronta di carbonio inferiore rispetto ai suoi omologhi in silicio. Si dice che il SiC-MOSFET integrato in SBD riduca la perdita di commutazione del 91%. Ciò garantisce elevata efficienza e affidabilità nei sistemi inverter per grandi apparecchiature industriali come ferrovie e sistemi di energia elettrica.