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本周在PowerBites:硅杀戮SiC,驯服你的GaN fet

12月10日,2020年12月10日
在本周的PowerBites,我们将通过一个关于在汽车应用中使用GaN fet的教程,si mosfet的即时SiC升级,以及大量的参考设计,使您的工作变得更轻松。

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如何在高频汽车应用中充分利用GaN fet


德州仪器只是发表了一的专著关于氮化镓(GaN)FET和其他宽带隙(WBG)半导体有助于加速全球汽车舰队的电气化。这篇文章侧重于制作车载充电器(OBCS)更紧凑,高效,强大;所提出的大部分信息也与设计推进组件相关。虽然他们提供的一些统计和技术分析是很明显的,许多其他人,例如他们对在更高频率下运行的开关模式功率转换器中涉及的设计挑战的讨论,是新的,非常有洞察力。点击这里阅读完整的文章。

智能、酷酷运行的750-V SiC fet可能是硅杀戮器:一个PowerBites迷你评论


自从碳化硅(SiC)晶体管问世以来,它们就提供了优越的性能。然而,成本、可用性和其他非常规的特性减缓了它们在目前硅基mosfet和igbt的高功率应用中的应用。

这些障碍可能成为过去的一件事UnitedSiC的SiC FET的第四代(Gen 4)。它们在工作电压,效率和其他性能因素方面提供了显着的进步,同时为其硅对手提供几乎即插即用的替代品。新一代的750 V评级提供了可靠用途的额外设计边缘,以便在电动车辆和其他400伏电池/总线电压下的其他应用中使用。

与之前的所有设备一样,新系列基于该公司独特的设备结构,减少了输出电容和RDS(上).这将导致更高的工作频率和更高的效率,以改善高频、软开关谐振变换器拓扑(如LLC或PSFB)的性能。

它们还与硅驱动IC共同封装,消除了对SiC的非常规栅极偏置的需求,允许它们像硅mosfet一样驱动。这是一个潜在的游戏规则改变者,因为它允许设计师迅速将更高的效率和性能带到他们已被证实的、特征良好的产品和技术中。该公司表示,这些改进旨在加速在汽车动力传动系统、工业充电、电信整流器、数据中心功率因数校正(PFC) dc-dc转换以及可再生能源和能源存储系统中采用WBG电力设备。

尽管UnitedSiC的Gen 4设备的电压等级有所提高,但仍使用该公司先进的电池几何形状,以最大限度地提高功率密度和最小化RDS(上)每单位面积,导致公司认为是行业在任何设备上的最低损失。

先进的烧结模贴技术也使得器件的高电流额定值成为可能,该技术提供了比传统粘接技术更好的热性能。的数字下图显示了新的750-V特定导通电阻与650- v额定SiC的竞争对手,在整个温度范围内提供了大幅降低的传导损失。


如前所述,所有第4代器件可以安全地驱动标准0- 12或15 v栅驱动电压使用的常规Si MOSFET,允许他们从所有典型的Si IGBT, Si MOSFET和SiC MOSFET驱动电压操作。驱动电子还提供了一个坚实的阈值噪声裕度和内置ESD门保护钳。

除了低导通电阻,这些新型SiC fet在硬开关和软开关电路中都提供了更高的效率。在硬开关电路中,如图腾柱PFC或标准的两电平逆变器,单位面积低导通电阻和低输出电容加上低压Si MOSFET中接近零的存储电荷,提供了优秀的反向恢复电荷(Qrr.)和低Eoss./问:oss..该器件具有低压降的优越且坚固的整体二极管V.F(< 1.75 V)。

新的750-V Gen 4 SiC fet的价格(1000美元以上,FOB美国)从UJ4C075060K3S的3.57美元到UJ4C075018K4S的7.20美元不等。所有设备均可从授权经销商处购买。

该公司令人耳目一新的信息新闻稿提供了其他详细信息,可以是点击此处访问

高度集成的离线转换器可节省空间,能量和BOM成本


意法半导体的VIPer31是一个紧凑的高压转换器IC,可实现大型或小型家电,空调,智能家居或制造自动化,照明,计量和电机控制应用。基于高度集成控制器的供应提供出色的可靠性并满足全球生态设计要求,同时节省材料清单(BOM)成本。

VIPer31集成了一个抖动脉冲宽度调制(PWM)控制器,一个800 v雪崩崎岖MOSFET功率部分,高压启动电路,感测FET,用于直接反馈的误差放大器,以及没有辅助绕组的内部电源。该设备的特点是无夹设计。

VIPer31可配置为30khz、60khz或132khz工作,针对常用的离线ac-dc变换器拓扑进行了优化,包括隔离和非隔离反激、降压和降压-boost变换器。它的供电电压范围很广(4.5 - 30v),而且,24v直流漏极启动电压无需额外的外部电路,并允许超宽的交流输入电压范围。其他功能包括过/欠压保护,软启动,短路保护,脉冲跳闸保护和热关闭。

目前正在生产的VIPer31采用SO16N封装,1000件起售价为0.46美元。有关更多信息,请转至http://www.st.com/viper31-pr.

100-V GaN半桥评估板使WBG设计的探索变得容易


一个新的100-V高速,半桥评估板(gs - evb hb - 61008 - p),开发的氮化镓系统与合作在半导体上,旨在帮助电力电子设计师轻松评估GaN在新的和现有的48v市场应用。这包括非隔离降压转换器,非隔离升压转换器,半桥和全桥转换器。

董事会包括一个在半NCP51810上GaN驱动程序和两个GAN系统GS61008P.e型GaN功率晶体管;它们连接在一个高侧,低侧配置与所有必要的驱动电路。它为GaN晶体管和驱动器组合提供了最大的灵活性,可以应用于任何需要高边/低边FET组合的拓扑结构。当连接到现有的电源,它可以取代HS/LS驱动器和mosfet。它还提供可配置的死区控制和驱动程序启用/禁用功能。额外的信息,点击这里

世界上第一个1200V转移模制的SIC IPM处理高达4.8千瓦


CIPOS MAXI IPM IM828系列1200V转移模制SIC集成电源模块(IPMS)是绞盘英飞凌科技”长达一年的SiC解决方案的推出。该模块在DIP 36x233d外壳中集成了改进的六通道1200 v绝缘体上的硅(SOI)栅极驱动器和六个CoolSiC mosfet,以提高系统可靠性,优化PCB尺寸,并降低系统成本。

紧凑型逆变器解决方案提供出色的热传导和各种开关速度,适用于可变速度驱动器中的三相交流电动机和永磁电机。应用包括工业电机驱动器,泵驱动器和用于加热,通风和空调(HVAC)的有源过滤器。

坚固的六通道SOI门驱动器的SiC IPM提供内置的死区时间,以防止瞬变损坏。它还提供所有通道的欠压锁定(UVLO)和过流停机保护功能。IPM的保护功能包括一个独立的ul认证的温度热敏电阻。低侧发射极引脚可以访问相电流监测,使设备易于控制。

现在可以订购CIPOS Maxi IM828系列。它包括一个20-A IM828-XCC额定功率高达4.8 kW。更多信息请访问www.infineon.com/IPM

单片多电容阵列提高性能,节省80%的空间


使半导体介绍了一个独特的单片多电容阵列家族,与以前可用的组件相比,在尺寸、性能和可靠性方面提供了戏剧性的改进。这些器件是使用一种名为E-CAP的技术制造的,该技术允许将不同值和大小的电容器组集成到单个模具上。以这种方式制造的电容器阵列具有卓越的稳定性,没有直流或交流偏置降额,没有温度降额,没有明显的老化影响。这种微型模具的占地面积比基于等效多层陶瓷电容器(MLCC)的解决方案小80%。

根据Empower,这些性能效益在IOT,可穿戴设备,移动设备和处理器中的负载瞬变期间对SOCS / CPU的电压过滤的电压滤波更高的功率效率。E-Cap可提供高达8.4μF的配置。

高压Superjunction MOSFET家庭目标电视,LED照明,快速充电器

八个新的700和800V系列高压超结(SJ)MOSFETMagnachip半导体具有更高的性能和效率,优化为电视,LED照明,快速充电器应用。新的800 v SJ mosfet是专为具有高或不稳定输入电压的应用而设计的,包括在门和源之间嵌入齐纳二极管,以避免外部浪涌或静电放电的损害。该器件还保持较低的总栅电荷,比以前的版本降低了30%,以提高功率效率和降低开关损耗。

访问www.magnachip.com.想要查询更多的信息。

紧凑的SMT变压器优化驱动SiC mosfet


WE-AGDT系列变压器,由Wurth Elektronik经过优化,以支持用于电源的一系列参考设计中使用的SiC MOSFET的栅极控制。六个紧凑型变压器中的每一个都安装在EP7 SMT封装中。它们具有宽的输入电压范围(9至36 V),高饱和电流(4.5A),非常低的漏电感,绕组之间提供非常低的6.8 PF的电容非常低,提供了非常高的共模瞬态免疫力(CMTI)。

由于它们的两个独立的二次绕组,它们允许双极(+ 15v, - 4v)和单极(+ 15v到+ 20v, 0v)输出电压。当输入电压为9 ~ 36v时,最大输出功率为3 ~ 6w。WE-AGDT变压器是为SiC应用而优化的,但也适用于优化控制IGBT和功率mosfet。而且,只要有合适的dc-dc变换器,它们甚至可以用于高压GaN fet。

We-AGDT可从库存无需最低订购数量。根据要求,可供开发人员提供免费样品。WürthElektronik的Complofal电流隔离DC-DC转换器的参考设计可供选择www.we-online.com/RD001

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