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0 8 2024 Elektronik 33 LeistungshaLbLeiter Gate-Ansteuerung aufgrund des hohen Drain-Stroms nicht von der parasitären Source-Leitungsinduktivität Die Gate-Spannung wird zwischen den Gateund Source-Pins angelegt Die effektive Gate-Spannung am Chip wird durch den Spannungsabfall an der parasitären Induktivität V Ldes Source-Anschlusses verringert wodurch sich die Schaltgeschwindigkeit verringert Bild 5 Das vierpolige TO-247-4L-Gehäuse teilt die Pins für die Gate-Ansteuerung und die Versorgungsquelle und verbindet die Gate-Ansteuerung intern direkt mit der Quelle Dadurch werden die Auswirkungen der parasitären Induktivität des Source-Pins minimiert Die direkte Verbindung der Gate-Ansteuerung mit dem internen Source-Anschluss ermöglicht eine Maximierung der Schaltgeschwindigkeit von SiC-MOSFETs und reduziert die Gesamtschaltverluste Einund Ausschalten um bis zu 35 % im Vergleich zu den herkömmlichen dreipoligen TO-247N-Gehäusen Das zweite Unterscheidungsmerkmal der SiC-MOSFETs der vierten Generation ist die Nennspannung Die Bauelemente sind mit einer Nennspannung von 750 Volt oder 1200 Volt erhältlich Die beiden bisher besprochenen Geräte haben eine Nennspannung von 750 Volt Für Anwendungen mit höheren Spannungen ist der SCT4062KEC11 ein 62 mΩ N-Kanal-SiC-MOSFET für 1200 Volt 26 A +25 °C 18 A +100 °Cin einem dreipoligen TO-247N-Gehäuse während es sich beim SCT4036KRC15 um einen 36-mΩ-N-Kanal-MOSFET für 1200 Volt 43 A +25 °C 30 A +100 °Cin einem vierpoligen TO-247-4L-Gehäuse handelt Insgesamt gibt es derzeit zehn SiC-MOSFETs der vierten Generation für Nennströme von 26 Abis 105 Abei +25 °C Sie haben R DS ON -Werte von 13 bis 62 mΩ Die Spezifikationen der SiC-MOSFETs sind gut auf Electric-Vehicle-Anwendungen abgestimmt Ein Beispiel dafür sind batteriebetriebene EVs mit Batteriespannungen von 400 oder 800 Volt Bild 6 Bild 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Batteriespannung von 400 oder 800 Volt das sowohl bi - direktionales als auch schnelles Laden unterstützt Das Onboard-Ladegerät OBC umfasst Totempole-Leistungsfaktorkorrekturschaltungen PFCs und einen bidirektionalen Vollbrücken-CLLC-Resonanzwandler Kondensator Induktivität Induktivität Kondensator Das externe Gleichstrom-Ladegerät »Quiq« lädt die Batterie direkt auf Die Batterie treibt den Antriebsumrichter an der Gleichstrom in Drehstrom für den Antrieb des Motors umwandelt In all diesen Schaltungen kommen MOSFETs in verschiedenen Schaltkreiskonfigurationen zum Einsatz um die erforderlichen Leistungspegel zu bewältigen SiC-MOSFETs der vierten Generation sind wichtig weil sie die physische Größe der Schaltkreise reduzieren und die Nennspannung erhöhen während sie gleichzeitig Verluste und Kosten reduzieren Reduzieren Platz und Kosten Für Entwickler von Hochspannungsschaltungen mit hoher Leistung sind SiC-MOSFETs der vierten Generation wichtige Bauteile Wie gezeigt nutzen sie eine einzigartige Struktur um die Effizienz der Leistungsumwandlung durch geringere Verluste erheblich zu verbessern und gleichzeitig den Platzbedarf und die Kosten zu reduzieren jk rolf horn ist Applikationsingenieur bei DigiKey Electronics Seit 2014 ist er in der technischen Support-Gruppe für Europa tätig In erster Linie widmet er sich der Beantwortung aller Art von entwicklungsund ingenieurtechnischen Fragen von Endkunden in DACH und Benelux sowie dem Schreiben von Fachartikeln und Blogs auf den DigiKey-Plattformen TechForum und maker io Vor seiner Zeit bei DigiKey arbeitete er bei verschiedenen Herstellern im Halbleiterbereich mit Schwerpunkt auf eingebetteten FPGA-Mikrocontrollerund Prozessorsystemen für IoT Industrieund Automobilanwendungen Bild 6 Typische SiC-MOSFET-Anwendungen der 4 Generation in einem BEV und zugehöriges externes Zubehör Bild Rohm Semiconductor