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8 2020 Powered by Committed to Excellence www rutronik com gehen also eine extrem schnelle Hitzeentwicklung die das Bauteil und sogar das ganze System schädigen kann Die Temperaturabhängigkeit von SiC-Schottky-Dioden weicht erheblich von der von SiSchottkys ab Die thermische Leitfähigkeit von Siliziumkarbid liegt fast um das Dreifache höher als bei Silizium Damit eignet sich SiC für höhere Betriebstemperaturen Weniger Verlustwärme beim Einsatz von SiC-Leistungshalbleitern bedeutet gleichzeitig einen höheren Wirkungsgrad und kleinere Kühlkörper was den Platzbedarf in der Applikation und damit ihr Gewicht verringert Da die Flussspannung Vf mit dem Betriebswiderstand bei höheren Temperaturen steigt hilft das ein thermisches Durchgehen zu verhindern Damit ist auch ein Parallelschalten der SiC-Schottky-Dioden möglich Zudem eignen sie sich wegen des positiven Temperaturkoeffizienten im Vergleich zu Siliziumdioden besser für einen Parallelbetrieb bei hohen Spannungen Leistungsfaktorkorrektur Die europäische Norm EN 61000-3-2 definiert die Grenzwerte für den Oberschwingungsgehalt des Netzstroms für Geräte die für den Verkauf an die allgemeine Öffentlichkeit vorgesehen sind und eine Wirkleistungsaufnahme besitzen Zudem sind hier Einschränkungen und Ausnahmen für über 75 Wfestgelegt In der Praxis bedeutet dies dass die einfache Netzgleichrichtung mittels Brückengleichrichter und nachfolgender Siebung in vielen Fällen nicht zulässig ist weil der Netzstrom oft pulsierend ausfällt und einen hohen Oberschwingungsgehalt aufweist Um ihn näherungsweise sinusförmig zu halten kommt ein Aufwärtswandler zum Einsatz der sogenannte Leistungsfaktor-Vorregler oder Power Factor Preregulator auch PFC Power Factor Correction Eine CCM-PFC-Stufe Continuous Conduction Mode nichtlückender Betrieb ist die bevorzugte aktive Topologie für sehr leistungsfähige Netzteile Für die Freilaufdiode gelten in diesem Design folgende Anforderungen •eine geringe Rückwärtserholzeit bzw -ladung trr Qrr um die Einschaltverluste des MOSFET und die Schaltverluste der Diode zu reduzieren •eine geringe Flussspannung Vf um die Leitungsverluste zu verringern und •eine weiche Rückwärtserhol-Charakteristik um die elektromagnetische Abstrahlung EMI zu reduzieren Damit stellt eine SiC-Schottky-Diode hier die optimale Lösung dar Die beste Diode für jede Anwendung Si-Dioden sind die erste Wahl für Niederspannungsanwendungen Bei Hochspannungsapplikationen im Bereich von 600 bis 1200 Vhingegen bieten SiC-Dioden wesentliche technische Vorteile welche die höheren Kosten wieder wettmachen Im Bereich um 200 bis 600 Vstellen Schaltfrequenz und Strom die ausschlaggebenden Faktoren dar SiC-Dioden werden in diversen Applikationen benötigt darunter Ladestationen für E-Autos und OnBoard Charger OBC Leistungswandler für Elektround Hybridfahrzeuge Schaltnetzteile bzw PFC-Schaltungen als Freilauf-Dioden für Induktivitäten sowie für MOSFETs IGBTs und Wechselrichter in DC AC-Wandlern für die Solarund Windenergie Ultraschnelle Hochspannungsdioden bietet Rutronik von STMicroelectronics an Sie sind ideal für kostensensitive Anwendungen und mit niedriger Vorwärtsspannung Vf passend für die Eingangsseite einer Wechselstrom-Gleichrichterbrücke Diese STTHxx-Si-Dioden mit einer Strombelastbarkeit von 5 Abis 30 Asind für 600 Vbis 1200 Vausgelegt Die Schottky-Gleichrichterdiode STPSC10H12 aus SiC-Substrat hat dank des Materials mit breiter Bandlücke eine niedrige Flussspannung und eine Nennspannung von 1200 V Aufgrund der Schottky-Konstruktion zeigt sie beim Abschalten keine Verzögerungszeit sowie eine vernachlässigbare Schwingungsneigung Ihr minimales kapazitives Abschaltverhalten ist unabhängig von der Temperatur Die SiC-Diode STPSC10H12 eignet sich besonders für den Einsatz in PFCund sekundärseitigen Anwendungen und erhöht die Leistung unter harten Schaltbedingungen Sie ist für den Betrieb bei Sperrschichttemperaturen zwischen 40 °Cund +175 °Cspezifiziert Mit der STPSC10H12-Yist darüber hinaus eine AEC-Q101-qualifizierte und PPAPfähige Version für den Automotive-Einsatz verfügbar Ob Silizium-SiCoder Si-Schottky-Dioden es kommt ganz auf das Einsatzgebiet an Die Experten von Rutronik beraten Kunden gerne applikationsbasiert n Die SiC-Dioden STPSC10H12 von STMicroelectronics eignen sich besonders für den Einsatz in PFCund sekundärseitigen Anwendungen und erhöhen die Leistung unter harten Schaltbedingungen Bild STMicroelectronics Betriebstemperatur und thermische Auslegung Die thermische Auslegung spielt bei Systemen der Leistungselektronik eine entscheidende Rolle um eine hohe Leistungsdichte und somit kompaktere Systeme herstellen zu können SiSchottky-Dioden sind bei hohen Strömen anfällig für eine übermäßige Wärmeentwicklung Die Kombination von großer Wärme und erhöhtem Ableitstrom IR kann zu einem Anstieg der Gehäuseund Umgebungstemperatur führen Eine falsche thermische Auslegung erzeugt somit unter Umständen eine Wärmemenge die nicht mehr abgeleitet werden kann Die mögliche Folge ist ein thermisches DurchKnowhow|Leistungselektronik