Bytt ut silisium-IGBTer med silisiumkarbid

Dagens ladesystemer som driver kommersielle kjøretøy, så vel som hjelpekraftsystemer, solcelleinvertere, elektroniske transformatorer og andre transport- og industriapplikasjoner, baserer seg alle på høyspennings svitsjekomponenter. Med tanke på disse behovene lanserer Microchip en utvidelse av sin silisiumkarbidportefølje, med en familie høyeffektive, høyt pålitelige 1700V silisiumkarbidbaserte MOSFET brikker, diskrete komponenter og kraftmoduler.

Microchips 1700V silisiumkarbidteknologi er et alternativ til silisiumbaserte IGBTer. Den tidligere teknologien krevde at designerne måtte gå på kompromiss med ytelsen og benytte kompliserte topologier på grunn av begrensningene i svitsjefrekvensen i tapsutsatte silisium-IGBTer. I tillegg blir størrelsen og vekten på kraftelektronikksystemer i stor grad påvirket av transformatorene, som utelukkende kan reduseres i størrelse ved å øke svitsjefrekvensen. 

Den nye produktfamilien skal gjøre utviklere i stand til å bevege seg utover bruk av tradisjonelle IGBTer, og i stedet bruke totrinns topologier med redusert komponentantall, større effektivitet og enklere styreskjema. Uten de nevnte svitsjebegrensningene kan kraftomformingsenheter reduseres betraktelig i størrelse og vekt, og dermed frigjøre plass for flere ladestasjoner, mer plass for betalende passasjerer og last, eller å utvide rekkevidden og driftstiden til tunge kjøretøy, elektriske busser og andre batteridrevne kommersielle kjøretøy – og det hele til en redusert samlet totalkostnad, i følge produsenten.

Blant egenskapene som fremheves er høy stabilitet i portoksid (gate oxide), der Microchip observerte at terskelspenningen ikke endret seg selv etter en utvidet belastning med 100.000 pulser i en såkalt «repetitive unclamped inductive switching» (R-UIS) test. R-UIS-testene viste også god robusthet mot strømskred samt parametrisk stabilitet, og demonstrerte via portoksidstabilitet pålitelig drift gjennom hele livssyklusen til systemet.

Den degraderingsfrie innebygde dioden kan eliminere behovet for å bruke en ekstern diode sammen med silisiumkarbid-MOSFETen. Evne til kortslutningsmotstand som er sammenlignbar med IGBTer sørger for overlevelse av skadelige elektriske transienter. En flatere RDS(on) kurve over overgangstemperatur fra 0 til 175°C gjør kraftsystemet i stand til å operere med høyere stabilitet enn andre silisiumkarbidbaserte MOSFET, som utviser mer følsomhet overfor temperatur.

Andre silisiumkarbidprodukter inkluderer familier med MOSFETs og Schottky-barrieredioder på 700V og 1200V, tilgjengelig som naken brikke og et utvalg av diskrete- og kraftmodulpakker.

Med hensyn til utviklingsverktøy, finnes SPICE simuleringsmodeller for silisiumkarbid, kompatible med Microchips MPLAB Mindi analoge simulator for simulering av svitsjeegenskaper før man går videre til maskinvaredesign. Microchips Intelligent Configuration Tool (ICT) gjør designerne i stand til å modellere effektive driveroppsett for silisiumkarbidporter til AgileSwitch

De nye produktene er tilgjengelig umiddelbart for bestilling i forskjellige pakkevarianter.