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10 Trend Guide Leistungselektronik 2025 www markttechnik de So weist GaN de facto eine vernachlässigbar geringe Sperrverzögerungsladung Qrr und geringe parasitäre Kapazitäten auf was die Verwendung geringfügig höherer dV dt-Werte erlaubt Während die maximal zulässigen dV dt-Werte durch die Wicklungen und die Isolierung des Motors festgelegt werden bietet die bei GaN gegebene Eignung für höhere Schaltfrequenzen De signern Gelegenheit die Schaltflanken sorgfältig zu optimieren Überdies ist es möglich die Totzeit drastisch zu verkürzen ohne das Risiko von Shootthrough-Fehlern einzugehen In der Tat kann das Intervall zwischen dem highseitigen und dem lowseitigen Schalten problemlos um den Faktor 10 verkürzt werden Ohne Abstriche an der Motorzuverlässigkeit ist es dadurch möglich die Inverter-Effizienz zu verbessern und die Schaltverluste zu reduzieren So bemerkenswert diese Leistungsfähigkeit auch sein mag kommt noch ein weiterer Vorteil hinzu denn alle diese „kleinen“ Verbesserungen zusammengenommen ermöglichen den vielleicht wichtigsten Vorteil nämlich den Wegfall des Kühlkörpers Schluss mit Kühlkörpern Durch die beträchtliche Reduzierung der Verlustleistung haben Designer nun die Möglichkeit die Kühlkörper in der Inverter-Leistungsstufe zu verkleinern oder sogar ganz wegzulassen sodass die Zahl der benötigten Fertigungsschritte verringert werden kann Auf Kühlkörper zu verzichten bedeutet ferner dass keine Schrauben oder Verbindungen erforderlich sind und mechanische Ausfälle vermeidbar sind zu denen es sonst bei langer Einsatzdauer kommen kann Diese poten zielle Einsparung von Kundendienstund Gewährleistungskosten ist durchaus interessant Unter dem Strich entsteht somit ein kompakteres leichteres und kosteneffektiveres Inverter design das besser in den anspruchsvollen und wettbewerbsintensiven Hausgerätemarkt passt 700-V-GaN-Baustein in einem Motor-Inverter ohne Kühlkörper In der Grafik verdeutlichen die Kurven die Gleichmäßigkeit und das niedrige Temperaturniveau von GaN-Bauelementen So hat der Prüfling in diesem Beispiel einen RDS on - Wert von 80 mΩ und der Motor-Inverter arbeitet mit einer Schaltfrequenz von 16 kHz sowie einem maximalen dV dt-Wert von knapp 10 Vns Eine Leistung von etwa 800 Wist ohne das Risiko des ther mischen Durchgehens erreichbar Die dabei entstehende Temperaturzunahme Δt beträgt weniger als 70 ̊ Csodass ein hinreichender Abstand zur maximalen Betriebs-Sperrschichttemperatur TJmax von 150 ˚Cbesteht Dieses bemerkenswerte Resultat wird zudem ohne Kühlkörper erzielt Vielmehr befinden sich die GaN-Bauelemente auf einer gemeinsamen zweilagigen Leiterplatte die auch die Wärmeabfuhr übernimmt Die GaN-Transistoren der STPOWER-Familie Bei den GaN-Transistoren der STPOWER-Familie handelt es sich um selbstsperrende p-GaN-Gate-Anreicherungstransistoren mit einer Sperrverzögerungsladung von null ST bietet derzeit sieben Typen mit einer Nenn-Durchbruchspannung VDS von 700 Van mit RDS on -Werten zwischen 270 mΩ und 53 mΩ in den Gehäusebauformen DPAK PowerFLAT 8x8 und TO-LL Durch neue Produkte wird das Portfolio außerdem zügig mit weiteren Gehäusetypen RDS on -Werten und Durchbruchspannungen erweitert eg Weitere Informationen finden Sie auf https www st com en powertransistors powergan html 700-V-GaN-Leistungshalbleiter bietet STMicroelectronics mit RDS on -Werten von 53 bis 270 mΩ in DPAK-PowerFlatund TOLL-Gehäusen an Grafik STMicroelectronics 700 V GaN-Baustein in einem Motor-Inverter ohne Kühlkörper Grafik STMicroelectronics Fokus