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14 Elektronik 21 2021 LeistungshaLbLeiter tungen die Leistungshalbleiter wie SiC-MOSFETs Stromversorgungs-ICs oder Schaltregler enthalten Auch die Referenzdesigns und Leistungsstufen von Evaluationskits EVKs die weiter unten besprochen werden sind im Solution Simulator nachgebildet Dabei besteht die Leistungsstufe aus Leistungshalbleitern Gate-Treiber-Schaltungen und Schutzbeschaltungen Die Simulationen sind optimiert um das Verhalten der tatsächlichen Hardware insbesondere der Schaltverläufe der Leistungshalbleiter möglichst genau nachzubilden Denn das Schaltverhalten ist unter anderem von den parasitären Induktivitäten der Beschaltung der Gate-Ansteuerung und weiteren physischen Eigenschaften des Platinendesigns abhängig Damit die Simulation möglichst genaue Ergebnisse liefert wurden die elektromagnetischen Felder analysiert um die parasitären Elemente zu extrahieren und diese in der Simulation zu berücksichtigen Vielfältige Evaluationskits Mit der Halbbrücken-Evaluationsplatine können Kunden die Performance der SiC-MOSFETs der vierten Generation in SMD-Gehäusen TO-263-7L im Zusammenspiel mit dem isolierten Gate-Treiber-IC BM61M41RFV-Cuntersuchen Bild 4 Bei dem isolierten Gate-Treiber-IC handelt es sich um einen einkanaligen Treiber mit einer Isolationsspannung von 3 75 kV Effektivwert und einer integrierten aktiven Miller-Clamp-Funktion Auch weitere benötigte Funktionen wie eine isolierte Spannungsversorgung für die Sekundärseite der Gate-Treiber und ein Spannungsregler für die 5-V-Versorgung der Primärseiten der Gate-Treiber sind auf der Platine integriert Mit recht wenig Aufwand lassen sich Einschaltspannungen von +15 Voder +18 Vsowie Ausschaltspannungen von 0 V –2 Voder –4 Vkonfigurieren Aufgrund der Halbbrückenstruktur lässt sich die 120 mm × 100 mm große Platine für verschiedene Anwendungen nutzen So ist es möglich die SiC-MOSFETs einem Doppelpulstest Bild 3 Übersicht über die Simulationswerkzeuge von Rohm Bild Rohm Semiconductor Bild 4 Halbbrücken-Evaluationsplatine für SiC-MOSFETs im TO-263-7L-Gehäuse Bild Rohm Semiconductor zu unterziehen oder auch kontinuierlich bei kleinen Leistungen arbeitende Spannungswandler mit Topologien wie Hochsetzsteller Tiefsetzsteller oder Inverter zu realisieren Um diese Evaluierungen bei höheren Leistungen durchzuführen lässt sich ein Kühl - körper auf der Unterseite der Platine installieren Das Evaluationskit stellt eine Plattform bereit mit der sich das Verhalten der SiC-MOSFETs der vierten Generation unter variablen Betriebsbedingungen und Ansteuerungskonfigurationen analysieren lassen Die weiteren implementierten Schaltungsbestandteile wie die isolierte Spannungsversorgung können dem Nutzer als Startpunkt für eigene Entwicklungen dienen Als Beispiel für ein stärker auf die Applikation fokussiertes Werkzeug sei noch auf ein Evaluationskit verwiesen das eine vollständige Totem-Pole-PFC-Stufe umfasst In dieser Schaltung sind nicht nur die Leistungshalbleiter hier SiC-MOSFETs der vierten Generation und siliziumbasierte Superjunction-MOSFETs und deren Gate-Ansteuerung integriert sondern auch alle zum Betrieb der Schaltung notwendigen Messschaltungen sowie die Regelung und weitere in einem typischen auf