Motion Control & Stromversorgung Erste CoolSET-Lösung mit Avalanche-robustem HV-SJ-MOSFET

Von Gerd Kucera |

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Das Portfolio der integrierten AC/DC-Schaltnetzteil-ICs für 800 und 950 V Durchbruchspannung (fünfte Generation) wurde erweitert: Es gibt jetzt das erste Bauteil, das einen Avalanche-robusten SJ-MOSFET mit einer Durchbruchspannung von 950 V nutzt.

Die FF-CoolSET-Lösung kombiniert einen PWM-Controller-IC mit den neuesten HV-MOSFET (Superjunction CoolMOS P7) in einem einzigen Gehäuse.
Die FF-CoolSET-Lösung kombiniert einen PWM-Controller-IC mit den neuesten HV-MOSFET (Superjunction CoolMOS P7) in einem einzigen Gehäuse.
(Bild: Infineon)

Optimierte Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit in AC/DC-Schaltnetzteilen müssen mit einer reduzierten Stückliste, niedrigen Kosten sowie einem geringeren Entwicklungsaufwand einhergehen. Mit dem festfrequenten (kurz FF) CoolSET-Portfolio der fünften Generation bietet Infineon entsprechende Komponenten, um aktuellen Anforderungen zu begegnen und kritische Design-Kompromisse erfolgreich auszubalancieren. Diese neuen und jetzt erhältlichen AC/DC-Schaltnetzteil-ICs mit 800 V und 950 V Durchbruchspannung sind in einem DIP-7-Gehäuse untergebracht und eignen sich für Anwendungen wie AC/DC-Hilfsstromversorgungen in Haushaltsgeräten, Solaranlagen, Schaltnetzteilen, Ladegeräten sowie Motoransteuerungen.

Infineon integriert in der FF-CoolSET-Lösung einen PWM-Controller-IC mit den neuesten HV-Superjunction-MOSFET CoolMOS P7 im gemeinsamen Gehäuse. Das erweiterte Portfolio umfasst nun das erste Bauteil auf dem Markt, so Infineon, das einen Avalanche-robusten SJ-MOSFET mit einer Durchbruchspannung von 950 V nutzt, um eine größere Eingangsspannung zu ermöglichen. Die neuen Leistungshalbleiter decken Schaltfrequenzen von 100 kHz und 65 kHz ab und sind sowohl für isolierte als auch nicht isolierte Schaltungstopologien wie Flyback oder Buck geeignet, was die Lagerhaltung beim Kunden vereinfache. Ein integrierter Fehlerverstärker unterstützt die direkte Rückkopplung des Ausgangssignals, wie sie für nicht isolierte Topologien üblich ist. Das reduziere die Anzahl der Komponenten und die Komplexität des Designs weiter.

Entwicklerforum Leistungselektronik

Chips, Tipps und Tools für effiziente Leistungselektronikentwicklung

Entwicklerforum Leistungselektronik 2022

Am 18. Oktober 2022 wird in Würzburg erstmals das Entwicklerforum Leistungselektronik stattfinden. Den Eröffnungsvortrag hält Dr. Martin Schulz, Global Principal Application Engineer bei Littelfuse Europe. Das Entwicklerforum ist eine von insgesamt sechs Themenkonferenzen am 18. und 19. Oktober 2022 mit gemeinsamer Ausstellung rund um die Leistungselektronik. Der fachspezifische Kern betrifft alle Anwendungsfelder von Komponenten, Schaltungsentwurf, Anwendung, Energieerzeugung, Energietransport, Stromversorgung bis hin zur Antriebselektronik, E-Mobility und dem Power Management. Was macht die Referenz-Designs von Würth aktuell so einzigartig? Darüber informiert Andreas Nadler (Field Application Engineer bei Würth Elektronik eiSos) auf dem Entwicklerforum Leistungselektronik am 18.10.2022. Sein Vortrag: Herangehensweise & Entwicklung der aktuell am Markt besten SiC Gate Drive Auxillary Supply für Leistungen oberhalb von 3 W. Was sind die besonderen Herausforderungen in der Entwicklung? Worin liegen jeweils die Vor- & Nachteile der Topologien Flyback, PushPull oder LLC? Lernziel: Stolpersteine im Layout und Bauteilauswahl erkennen, EMV und Effizienz auf bestmögliches Niveau heben. Nutzen Sie den fachlichen Branchen-Austausch untereinander, diskutieren Sie die vorgestellten Best-Practice-Beispiele.

Der Frequenzreduktionsmodus mit Soft-Gate-Treibern und Frequenz-Jitter-Betrieb verbessern das EMI-Verhalten und erhöhen zwischen mittleren und kleinen Lastbedingungen den Wirkungsgrad. Darüber hinaus unterstützen die Bauteile den kontinuierlichen (CCM) und den diskontinuierlichen Leitungsmodus (DCM). Im CCM-Betrieb können bei niedrigen AC-Eingangsspannungen geringere Leitungsverluste und damit ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden, konform zu internationalen Normen und Standards für Energieeffizienz. Gleichzeitig unterstützt der integrierte MOSFET einen sehr weiten Eingangsspannungsbereich, wie er bei einphasigen intelligenten Stromzählern und industriellen Anwendungen üblich ist. Zusätzlich erlauben die Bauteile die Optimierung der Snubber-Schaltung, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und den Standby-Verbrauch des Wandlers weiter zu reduzieren.

Alle neuen Bauteile haben zahlreiche Schutzfunktionen mit automatischem Neustart zur Unterstützung des Stromversorgungssystems im Fehlerfall. Diese Schutzfunktionen sowie die hohe Durchbruchspannung der integrierten Leistungs-MOSFETs erhöhen schließlich die Robustheit der Stromversorgung. Darüber hinaus ermöglicht der aktive Burst-Modus (ABM) im Leichtlast- beziehungsweise Standby-Betrieb einen gemäß Infineon extrem niedrigen Energiebedarf mit geringer und kontrollierbarer Ausgangsspannungswelligkeit.

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