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18 Elektronik 11 2021 Leistungselektronik Vorteile Die Lösung kombiniert die Leistungsfähigkeit eines SiC-MOSFETs der hohen Arbeitsspannungen standhalten kann und einen sehr niedrigen Einschaltwiderstand aufweist mit dem hohen Wirkungsgrad der durch einen nahezu resonanten Betrieb mit einem integrierten Controller erreicht wird Die Hauptvorteile dieses Bauteils lassen sich wie folgt zusammenfassen ➔ Erhebliche Reduzierung der benötigten Komponenten Im Vergleich zu traditionellen diskreten Lösungen verringert diese integrierte Lösung die Anzahl der benötigten Komponenten von zwölf PWM-Controller zwei Silizium-MOSFETs mit 800 V Sperrspannung drei Zener-Dioden sechs Widerstände zu denen noch ein Kühlkörper hinzugefügt werden muss auf nur einen Baustein Ein einziges Bauteil senkt auch die Wahrscheinlichkeit dass Fehler in der Schaltung auftreten Leistungstransistoren auf Basis von Siliziumkarbid erleichtern wegen der niedrigeren Verluste zudem das Wärmemanagement ➔ Eignet sich für industrielle Anwendungen mit 690 Vdreiphasiger Eingangsspannung ca 1000 V Gleichspannung Der 1700-V-SiC-MOSFET reicht aus um die Summe aus hoher Eingangsspannung reflektierter Ausgangsspannung und der Spannungsspitzen am Drain des MOSFETs abzudecken ➔ Erhöhung des Wirkungsgrads um fünf Prozentpunkte und eine Reduzierung der Verlustleistung um 28 Prozent Aufgrund dieser Eigenschaften lässt sich der Wandler deutlich verkleinern Gleichzeitig verbessern sich Zuverlässigkeit und Leistungsaufnahme wesentliche Anforderungen in industriellen Anwendungen ➔ Die hohe Sperrspannung des SiCMOSFETs und seine Störfestigkeit ermöglichen es die Abmessungen der rauschunterdrückenden Komponenten zu reduzieren ➔ Verfügbarkeit mehrerer integrierter Schutzfunktionen die die Zuverlässigkeit weiter erhöhen einschließlich Überlastschutz FB OLP Überspannungsschutz an den Pins der Stromversorgung VCC OVP und hochpräzise thermische Abschaltung TSD Diese Funktionen sind besonders für industrielle Stromversorgungen relevant die einen Dauerbetrieb erfordern Sie verbessern die Systemzuverlässigkeit erheblich ➔ Der Regelkreis in quasiresonanter Topologie ermöglicht einen effizienteren Betrieb im Vergleich zu herkömmlichen Sperrwandlern die pulsweitenmoduliert PWM geregelt Bild 2 Thermische Scan-Analyse an den drei Leiterplatten mit 78 mm² 300 mm² und 600 mm² Kühlfläche Uin = 300 Vbis 900 V DC Uout = 24 V Iout = 2 A Po = 48 W Ta = +25 °C Bild Rohm Semiconductor Bild 3 Vereinfachtes Schaltbild eines Sperrwandlers mit dem BM2SC12xFP2-LBZ Bild Rohm Semiconductor