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Trend Guide Leistungselektronik 2020 www markttechnik de 7 timale Wärmeableitung mit einer maximalen Sperrschichttemperatur von 175 °Cgewährleisten Damit ist eine Qualifikation nach AECQ101 ermöglicht Durch seine zweiseitige Kühlung eignet sich das HU3PAK besonders gut für OBCund DC-DC-Wandler-Anwendungen Als oberseitengekühltes SMD-Gehäuse mit kleiner Bauform und hoher Flexibilität zur Realisierung verschiedener Topologien wie Brückengleichrichter Halbbrücke und SingleBoost-Wandler ist das Acepack SMIT konzipiert Zusätzlich bietet ST auch eine neue Serie von Leistungsmodulen an die Acepack-Familie Acepack 1 und 2 mit ihrer einfachen Konfigurierbarkeit den verschiedenen implementierten Topologien und 2500 Veffektiv bieten ein kompaktes Design und einen kostengünstigen Systemansatz für Plugand-Play-Lösungen in einem großen Anwendungsspektrum von 15 kW bis zu 30 kW Für Anwendungen mit sehr hoher Leistung wurde das Acepack Drive entwickelt Es wird sowohl mit 750-Vals auch mit 1200-VGen3-SiC-MOSFETs angeboten je nachdem ob die Busspannung 400 Voder 800 Vbeträgt So ist zum Beispiel der ADP450120W3 für 1200 Vausgelegt und kann eine Leistung von 300 kW verarbeiten Zu seinen weiteren Merkmalen gehören Fit-Pressverbindungen PinFins für die direkte Kühlung dedizierte NTC für ein bestimmtes AMB-Substrat optimiertes Layout für niedrige parasitäre Induktivität verschiedene Busbar-Konfigurationen für Schweißoder Schraubverbindungen Dank der neuesten SiC-Generation und der im Vergleich zu anderen Marktmodulen um 30 Prozent kleineren Grundfläche ermöglicht es eine deutliche Steigerung der Leistungsdichte und ist daher ideal für die anspruchsvollsten EV-Inverter-Anwendungen Galliumnitrid ST ist auch aktiv an der Entwicklung des anderen wichtigen Verbindungshalbleiters GaN beteiligt um ein komplettes Portfolio an Lösungen mit den neuen Materialien anbieten zu können In diesem Bereich hat ST mit Partnern fruchtbar zusammengearbeitet um Produkte auf den Markt zu bringen die das große Angebot an Leistungshalbleitern aus Silizium und SiC ebenfalls vollständig ergänzen STs GaN-Produktplan ist recht ehrgeizig und umfasst diskrete HEMTs integrierte und intelligente Lösungen und schließlich dedizierte Gate-Treiber Um seine Präsenz auf dem im Entstehen begriffenen Markt zu konsolidieren und um sich auf den globalen Wettbewerb vorzubereiten hat ST eine Mehrheitsbeteiligung an dem französischen Innovator Exagan erworben der im europäischen Ökosystem der Energieumwandlung gut verankert ist Exagans Expertise in der GaN-Epitaxie und Produktentwicklung und ihr Anwendungs-Knowhow wird die Roadmap und das Geschäft von ST im Bereich PowerGaN für Automobil-Industrieund Verbraucheranwendungen erweitern und beschleunigen Dieser Schritt hat es dem Unternehmen ermöglicht sein Produktangebot zu maximieren aber auch Zugang zu wichtigen Technologie-IPs zu erhalten So wird die PowerGaN-Familie die zum STPower-Portfolio gehört aus drei verschiedenen Unterfamilien bestehen die jeweils spezifische Segmente adressieren und so eine großflächige Marktabdeckung ermöglichen können Der G-FET bei 650 Vist ein Cascode-Schalter der G-HEMT ist eine inhärent normal ausgeschaltete oder E-Mode FET-Serie die sowohl in den Spannungsklassen 100 Vals auch 650 Vangeboten werden wird und schließlich ist der G-Drive ein ultraschneller GaN-Schalter mit eingebettetem Gate-Treiber der das Boarddesign vereinfacht und parasitäre Induktivitäten im Layout minimiert Das folgende Diagramm veranschaulicht das Anwendungs-Mapping von ST PowerGaN Da sich GaN-HEMTs bei weit höheren Frequenzen als SiC betreiben lassen ist bei der Verwendung von Gehäusen mit niedrigen internen und Verbindungsinduktivitäten besondere Vorsicht geboten Der 2SPAK erfüllt diese Anforderung und gewährleistet ein sehr niedriges Profil ein gutes thermisches Verhalten und eine extrem hohe Leistungsdichte Ein interessanter Benchmark mit einem Silizium-MOSFET mit Super-Übergang SJ lässt sich mit GaN in einem Halbbrücken-LLCWandler durchführen Schaltungsschema und Wirkungsgrad-Lückenkurven sind in Bild 8 dargestellt Durchgeführt wurde der Benchmark bei 500 kHz was ausreichend hoch ist damit Bild 4 Acepack 1 und Acepack 2 für Anwendungen mittlerer Leistung Bild 5 Acepack Drive und das zugehörige Evaluation Board Bild 6 Zuordnung von GaN-Serien zu Anwendungen