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Leistungsbauteile und Powermodule
und Powermodule
SiC transit
gloria Silizium
Schaltverluste mit 1200-V-SiC-
Leistungsmosfet reduzieren
Silizium adieu? Es scheint zumindest so, denn Cree hat
den CMF20120D vorgestellt – einen Siliziumkarbid-
Mosfet, mit dem sich im Leistungselektronikbereich
ganz neue Türen auftun könnten. Denn das vielversprechende
Halbleitermaterial SiC punktet mit hohen
Schaltfrequenzen, so dass sich Platzbedarf, Gewicht
und Kosten in der Applikation reduzieren.
Cree hat Leistungsmosfets auf Siliziumcarbid-Basis (SiC) in
den Markt eingeführt, die die bisherigen Silizium-Produkte
in der Hochvolt-Leistungselektronik ab 1200 V ersetzen
dürften. Vorteil: Weil er sich mit höherer Frequenz
betreiben lässt, sorgt der SiC-Mosfet CMF20120D im Vergleich zu
Siliziumbausteinen für erhebliche System-Wirkungsgrad-Verbesserungen
sowie kleinere Maße, ein niedrigeres Gewichts und weniger
Gesamtsystemkosten. Er erreicht oder übertrifft die Schaltgeschwindigkeit
von Siliziummosfets und senkt die Schaltverluste
in vielen Anwendungen um bis zu 50 Prozent. „Die Einführung
unseres SiC-Leistungs-Mosfets ist das Ergebnis mehrjähriger Arbeit
im Bereich der Materialforschung, der Prozessentwicklung
und des Bauelemente-Designs“, unterstreicht Paul Kiersteadt, Di-
rector of Marketing SiC Power Products bei Cree in Durham, USA.
„Unter dem Strich bedeutet das, dass der industrieweit erste ‚ideale‘
Hochspannungs-Schaltbaustein keine Utopie mehr ist, sondern
kommerziell angeboten wird und sofort für das Design-in zur Verfügung
steht. Zusammen mit unseren SiC-Schottkydioden für
600 V, 650 V, 1200 V und 1700 V haben wir damit eine neue Klasse
von SiC-Leistungsbausteinen geschaffen.“
Infoabend
9.6.2011
18.45 Uhr
Lagerstrasse 41
8004 Zürich
Die PCIM ist für uns die optimale
Plattform, um der Branche zu
zeigen, was mit SiC-Kompo-
nenten technisch möglich ist und welche
Vorteile für den Anwender entstehen:
Paul Kierstead, Director of Marketing SiC Power
Products bei Cree im amerikanischen Durham
Features: Der CMF20120D verfügt über eine Sperrspannung
von bis zu 1200 V und einen On-Widerstand (R DS(on) ) von 80 mΩ
bei 25 °C. Pluspunkt: Der On-Widerstand bleibt über den gesamten
Temperaturbereich unter 100 mΩ. Aufgrund der gleichbleibenden
Performance-Charakteristika bei allen Betriebsbedingungen
und der Mosfetarchitektur – in Grundstellung gesperrt – ist
die Komponente für Schalt-Anwendungen in der Leistungselektronik
prädestiniert. Applikationsbereiche: PV-Wechselrichter,
Hochspannungs-Netzteile oder Netzaufbereitungs-Einheiten.
Neben dem niedrigen On-Widerstand glänzt der Leistungsbaustein
mit weiteren Vorzügen: Im Vergleich zu Siliziummosfets oder
IGBTs mit ähnlichen Kenndaten brachte es der CMF20120D in
den von Cree durchgeführten Tests auf eine niedrige Gate-Ansteuerenergie
von Qg < 100 nC über den empfohlen Eingangsspannungsbereich.
Die Leitungsverluste werden durch die Vorwärtsspannung
VF von unter 2 V bei einem Strom von 20 A minimiert.
Zudem verbessert der Baustein – wiederum im Vergleich mit Silizium-IGBTs
– den Systemwirkungsgrad um bis zu 2 Prozent und
lässt sich mit der zwei- bis dreifachen Schaltfrequenz betreiben.
Der höhere Wirkungsgrad führt zu einem niedrigeren Temperaturniveau
im Betrieb. (eck) n
infoDIREKT www.all-electronics.de 113ejl0211
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Durch den schaltungsoptimierten
Einsatz
des CMF20120D
SiC-Mosfets lässt sich
der Wirkungsgrad der
Applikation im
Vergleich zu Silizium-
basierten Komponenten
steigern.
34 elektronikJOURNAL 02/2011
www.elektronikjournal.com
Bilder: Cree