Conjunto de nuevos circuitos integrados de controlador de puerta que abordan el SiC

May 22, 2023

A medida que los MOSFET basados ​​en SiC ganan terreno en la industria energética, los fabricantes trabajan las 24 horas del día para proporcionar interruptores de alimentación eficientes para los MOSFET. Este artículo destaca los últimos circuitos integrados de controlador de puerta que se han presentado recientemente en la industria de semiconductores de potencia.

Infineon está ampliando su cartera EiceDRIVER, agregando la familia de controladores de puerta 2EDi. La cartera de EiceDRIVER aprovecha transformadores sin núcleo para sus circuitos integrados de controlador de puerta con aislamiento galvánico, y la nueva familia 2EDi sigue su ejemplo. Los circuitos integrados están diseñados para controlar MOSFET de Si, MOSFET de SiC e interruptores de alimentación de GaN. La compañía dice que la nueva familia está diseñada para un funcionamiento robusto en medios puentes MOSFET CoolMOS, CoolSiC y OptiMOS de alto rendimiento.

Los últimos controladores de puerta de doble canal con aislamiento galvánico están destinados a aplicaciones en fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS). Según Infineon, los dispositivos aumentan el rendimiento y optimizan las operaciones en topologías de conmutación suave y dura controladas por el lado primario y secundario. Con una alta precisión de retardo de propagación y un bajo desajuste entre canales, los productos pueden ser útiles en sistemas de energía de conmutación rápida.

Los productos cuentan con una función de bloqueo por subtensión (UVLO) con un tiempo de arranque y recuperación rápido de dos μs o menos. Debido a su tecnología de transformador sin núcleo, los productos presentan una alta inmunidad transitoria en modo común. Además, un circuito de sujeción de salida incorporado elimina el ruido de salida, especialmente cuando el suministro de voltaje del controlador de puerta está por debajo del umbral UVLO.

Empaquetados en paquetes DSO con cables y LGA sin cables, se informa que los productos ahorran hasta un 36% de espacio en aplicaciones de bajo voltaje. Los nuevos productos de la familia 2EDi están disponibles comercialmente con los números de pieza 2EDB8259F, 2EDB7259Y, 2EDB8259Y y 2EDB9259Y.

Otro controlador de puerta lanzado recientemente en la industria es la familia SCALE-iFlex LT NTC de módulos IGBT/SiC fabricados por Power Integrations. Al igual que los controladores de puerta de Infineon, la familia SCALE-iFlex LT NTC es un controlador de puerta de doble canal adecuado para su uso en aplicaciones SiC MOSFET. El producto se puede utilizar con módulos de transistor bipolar de puerta aislada (IGBT), como el Mitsubishi LV100 y el Infineon XHP 2, ya que admite clases de voltaje IGBT que van desde 1200 V a 3300 V.

La familia de circuitos integrados de controlador de puerta NTC SCALE-iFlex LT consta de un controlador de puerta adaptado al módulo (MAG) (2SMLT0220D2C0C) y un control maestro aislado (IMC) (2SILT1200T2A0C-33). Según Power Integrations, la unidad IMC admite hasta cuatro MAG en conexión en paralelo. La conexión en paralelo entre los MAG de una única unidad IMC ayuda a ahorrar espacio.

El producto presenta sujeción activa para garantizar que el semiconductor de potencia se encienda parcialmente cuando el voltaje colector-emisor cruza un umbral predefinido. Esto mantiene el semiconductor en funcionamiento lineal.

El dispositivo incluye una lectura de temperatura para la observabilidad general del sistema. Al monitorear los datos del coeficiente de temperatura negativo del módulo de potencia, el controlador de puerta puede administrar con precisión el calor en los sistemas convertidores. Durante el funcionamiento, cada MAG detecta la temperatura NTC del módulo de alimentación conectado. La señal detectada se envía al IMC y la medición se realiza a través de una interfaz eléctrica.

El producto también cuenta con un revestimiento conformal que protege los componentes de la placa. El proceso de recubrimiento conforme ayuda a lograr una alta confiabilidad y hace que el producto sea adecuado para su uso en condiciones difíciles y ambientes contaminados.

Para concluir este resumen de energía, echamos un vistazo al nuevo módulo MOSFET de SiC integrado con diodo de barrera Schottky (SBD) de Mitsubishi Electric.

El dispositivo basado en SiC está diseñado para aplicaciones pesadas, como la conversión de energía en sistemas ferroviarios. Debido a que los dispositivos de SiC son energéticamente eficientes, Mitsubishi afirma que el producto tiene una huella de carbono menor que sus homólogos de silicio. Se dice que el SiC-MOSFET integrado en SBD reduce la pérdida de conmutación en un 91%. Esto garantiza una alta eficiencia y confiabilidad en sistemas inversores para grandes equipos industriales, como ferrocarriles y sistemas de energía eléctrica.

El dispositivo presenta 3,3 kV y 6,0 kVrm de tensión nominal y tensión de aislamiento, respectivamente. Está diseñado para tener un diseño de terminal optimizado que admita conexión en paralelo y varias configuraciones de inversor. Mitsubishi ahora está enviando muestras de los módulos SiC MOSFET integrados en SBD.