Zehn Spitzenreiter der Leistungselektronik

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Effiziente IGBT-Ansteuerung ohne externe Sensoren

Regenerative Umrichter in der MW-Klasse sind von zwei Trends getrieben. Steigerung der Ausgangsleistung und Reduktion der Kosten. SKYPER Prime von Semikron ist ein IGBT-Treiber für Semitrans-10- und Primepack-Module. Der IGBT-Treiber bietet neben Ansteuer- und Schutzfunktionen galvanisch getrennte Spannungs- und Temperatursignale.

Der Wegfall externer Versorgungen, Isolationsstrecken oder Erfassungsplatinen spart bis 10% der Systemkosten. Die Sensorsignale stehen als PWM zur Verfügung und erlauben die direkte Verbindung mit dem Controller. Genauigkeitsreduzierende A/D-Wandlungen entfallen.

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GaN Systems: Der E-Mode-GaN-on-Silicon-Leistungstransistor hat 60 A Strombelastbarkeit und erweitert das Angebot von GaN Systems bei Hochleistungs-Halbleiterschaltern.(Bild: GaN Systems)

Power Integrations: kleinster IGBT-Gate-Treiber für 90- bis 500-kW-Wechselrichter.(Bild: Power Integrations)

CREE: Das Leitprodukt C3M0065090J der 900-V-MOSFET-Plattform ist für 900 V und 32 A spezifiziert und besitzt bei 25 °C einen RDS(on) von 65 mΩ. Bei höheren Temperaturen (TJ = 150 °C) steigt der RDS(on) auf 90 mΩ an.(Bild: CREE)

Toshiba: Die Multi-Chip-Konfiguration des IPD TPD4204F integriert sechs MOSFETs und einen Treiber-IC. (Bild: Toshiba Electronics Europe)

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Aufgrund der integrierten Übertemperatur- und Überstromabschaltung in Verbindung mit dem toleranzfreien Fehlermanagement kann das IGBT-Modul auch sicher an den Leistungsgrenzen schalten.

SKYPER Prime treibt Semitrans-10-Module bis 1400 A und 1700-V. Der Betriebsbereich (SOA) ist speziell auf das jeweilige Modul abgestimmt und erlaubt eine Steigerung der Ausgangsleistung bis zu 30% im Vergleich zu bestehenden Lösungen. Das spart kostenintensive Absicherungen und bietet gleichzeitig deutliche Performance-Vorteile.

Für die Maximierung der Leistung wurde ein neues Konzept zur Parallelschaltung entwickelt. Akkurates Schaltverhalten durch digitale Signalverarbeitung, parallelisierbares Fehlermanagement und eine symmetrische Signalverteilung bieten maximale Ausgangsleistung.

Spannungsversorgung, Schutz- und Ansteuerfunktionen sind in einem ASIC-Chipset enthalten, externe Ausgangsstufen gewährleisten eine thermische Entkoppelung. Die isolierte Informationsübertragung erfolgt mittels Rechtecksignalen und ist sehr robust auch bei hohem dU/dt.

Der Treiber schaltet damit auch bei 4-kV-Störspannungen auf den Signalleitungen sicher. Die SoftOff-Funktion sowie die VCE-Überwachung schützen vor Überspannungen im Falle eines Kurzschlusses ohne die toleranzbedingten Einschränkungen von Clamping-Schaltungen. Kurzimpulsunterdrückung und Schnittstellen-Massekonzept garantieren die eine hohe EMV-Stabilität.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Weitere IPDs von Toshiba

Link: Herausforderungen & Lösungen mit GaN Systems

Link: Details zum IGBT-Treiver von Power Integrations

Link: Das Leitprodukt C3M0065090J der 900-V-SiC-MOSFETvon Cree

Link: Power Devices von ROHM

Link: IGBT-Module von Infineon

Link: PIM-Bausteine von ON Semiconductor

Link: DIPIPM und mehr von Mitsubishi

Link: Datenblätter des SKYPER Prime von Semikron

Link: Mitmachen: POWER DEVICES für die erlektrische Antriebstechnik

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Stand: 08.12.2025

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