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www markttechnik de 38 2025 12 Halbleiter SiC-MOSFETs und IGBTs Gate-Treiber präzise schnell und geschützt Die EiceDRIVER-Serie 2ED314xMC12L von Infineon ermöglicht präzises effizientes und sicheres Schalten in EV-Energieund In dustrie anwendungen Mit Isolation Schutzfunktionen und kompaktem Design bietet sie zuverlässige Leistung Ein Evaluierungsboard erleichtert schnelle Tests und Entwicklung Von Rolf Horn Applications Engineer bei DigiKey den Einsatz von Halbleitern mit großer Bandlücke WBG drängt Diese Fortschritte ermöglichen zwar einen höheren Wirkungsgrad stellen aber auch hohe Anforderungen an die Gate-Treiber Die Halbbrückentopologie die in vielen Anwendungen zum Standard geworden ist verdeutlicht die steigenden Anforderungen Halbbrückenschaltungen sind für DC DC-Onboard-Ladegeräte in Elektrofahrzeugen und Motorantrieben unerlässlich Sie ermöglichen einen bidirektionalen Energiefluss der sowohl beim normalen Motorbetrieb Leistungsfluss in Vorwärtsrichtung als auch beim regenerativen Bremsen Rekuperation Leistungsfluss in Rückwärtsrichtung entscheidend ist Der Übergang zu 800-V-Architekturen in neueren EV-Plattformen erhöht den Bedarf an zuverlässigen Isolationsund Schutzmechanismen bei gleichzeitig präzisem Schalten In erneuerbaren Energiesystemen sind Halbbrücken die Grundlage für dreiphasige Wechselrichter die für die Netzintegration erforderlich sind Die höheren Schaltfrequenzen die bei SiC-MOSFETs und IGBTs verwendet werden verbessern zwar den Wirkungsgrad verstärken jedoch die Gleichtaktspannungen an High-Sideund Low-Side-Schaltern was er heb liche elektro magnetische Störungen EMI verursacht die die Systemleistung negativ beeinträchtigen und möglicherweise gegen gesetzliche Vorschriften verstoßen Industrielle Motorantriebe kämpfen zusätzlich mit der Stabilisierung einer ausgeglichenen DC-Zwischenkreisspannung bei geteilten Kondensatoranordnungen Der Trend zu kompakteren Designs mit höherer Leistungsdichte führt zu Schwierigkeiten beim Wärmemanagement und zu Problemen beim elektrischen Rauschen Für alle diese Anwendungen gilt Entwickler brauchen Gate-Treiber die eine präzise Steuerung schnelles Schalten und umfassende Schutzfunktionen bieten und zugleich eine robuste Isolierung zwischen Hochund Niederspannungsschaltungen ermöglichen Ein Zweikanal-Gatetreiber für IGBTs und MOSFETs Die Serie »EiceDRIVER 2ED314xMC12L« von Infineon Technologies Abbildung 1 adressiert diese Herausforderungen mit einem zweikanaligen Design das für die Steuerung von IGBTs und MOSFETs entwickelt wurde Alle Mitglieder der Serie bieten einen unabhängigen Kanalbetrieb mit Totzeitsteuerung DTC sodass der 2ED314xMC12L-Baustein als Zweikanal-Lowside-Treiber Zweikanal-Highside-Treiber oder als Halbbrücken-Gate-Treiber betrieben werden kann In einer Halbbrückenkonfiguration ermöglicht die Zweikanalarchitektur dass ein einziges Gate-Treiber-IC sowohl High-Sideals auch Low-Side-Schalter effizient steuern kann Dies vereinfacht das Leiterplatten-Layout reduziert die Anzahl der notwendigen Komponenten und unterstützt angepasste Timing-Eigenschaften zwischen den Kanälen was wiederum entscheidend ist dass die Totzeiten korrekt eingehalten und damit Shoot-Through-Bedingungen verhindert werden Mit der Entwicklung von Stromversorgungen die die Anforderungen von Elektro fahr zeugen erneuerbaren Energien und industrieller Automatisierung erfüllen wird es für Entwickler zunehmend schwierig Effizienz Performance und Sicherheit in Einklang zu bringen Die Integration von Hochspannungskomponenten wie IGBTs und SiC-MOSFETs ist ein entscheidender Schritt um ein vernünftiges Gleichgewicht zwischen diesen Anforderungen zu erreichen Allerdings benötigen diese Bauelemente Gate-Treiber die eine präzise Steuerung schnelles Schalten und robuste Schutzmechanismen bereitstellen Dieser Artikel befasst sich mit den Herausforderungen die mit der Ansteuerung moderner Stromversorgungen verbunden sind und der Fokus liegt auf der Halbbrückentopologie Es werden Gate-Treiber und ein Evaluierungsboard von Infineon Technologies vorgestellt die helfen diese Heraus forderungen zu meistern Herausforderungen bei der Entwicklung moderner Halbbrückentopologien Die Entwicklung von Stromversorgungen wird immer schwieriger da die Industrie auf höhere Schaltfrequenzen höhere Spannungen und