Modulares PFC-System auf SiC-Basis

Siliziumkarbid-Halbleiter Modulares PFC-System auf SiC-Basis

15.05.2023 Quelle: Pressemitteilung Lesedauer: 1 min

Toshiba hat auf der Fachmesse PCIM in Nürnberg ein Totem-Pole-System zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC) vorgestellt, das auf SiC-Halbleitern basiert und einen 3-Phasen-Betrieb mit 22 kW unterstützt.

Der Multi-Level Ansatz der Bridge-Leg-Boards in Toshibas modularem PFC-Systemkonzept SiC-Cube erlaubt den Einsatz von 650-V-MOSFETs anstelle von 1200-V-Komponenten
(Bild: Toshiba Electronics Europe)

Mit dem im eigenen Hochspannungslabor in Düsseldorf entwickelten „Proof of Concept“ namens SiC-Cube will Toshiba die Umsetzung von Stromversorgungssystemen mittels Modularität beschleunigen. Ein Backbone-Board mit TMPM4K-Mikrocontroller-Board bietet zusätzlich einzelne Steckplätze für aktuelle Wide-Bandgap-(WBG-)Technologie des Unternehmens wie die SiC-MOSFETs der dritten Generation, außerdem für Schottky-Barrier-Diode, Smart-Gate-Treiber sowie Induktivitäts- und Kondensator-Boards. Durch 3D-Stacking wird dabei eine sehr kompakte Bauform erreicht.

Durch diese eng aufeinander abgestimmten Komponenten steht laut Toshiba eine optimierte PFC-Referenzdesign-Plattform bereit, mit der sich hocheffiziente Leistungselektroniksysteme entwickeln lassen. Mit seinen kompakten Abmessungen (140 mm x 140 mm x 210 mm) erreicht der bestückte, an einem Kühlkörper befestigte SiC-CUBE eine hohe Leistungsdichte. Der Multi-Level-Ansatz der Bridge-Leg-Boards erlaubt den Einsatz von 650-V-MOSFETs anstelle von 1200-V-Komponenten und erlaubt dem Anwender somit, eine modulare PFC kostengünstiger als mit anderen Lösungen zu implementieren.

Darüber hinaus wird durch die Multi-Level-Implementierung der Spannungshub über jedem MOSFET reduziert, was die Leistungsverluste minimiert. Laut Toshiba lässt sich die PFC-Einheit SiC-Cube mit DC/DC-Wandler-Hardware zu einer Off-Board-Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge kombinieren. Zusammen mit Wechselrichter-Hardware genüge das modulare System hingegen den Anforderungen bei der Erzeugung erneuerbarer Energien. (cg)

Bild 1:  Klassische PFC-Konfigurationen sind Dual-Boost (links) und Boost (rechts). (Bild: TI)

Bild 1: Ansicht des einphasigen, brückenlosen Totem-Pole-PFC-Wandlers mit 3,6 kW Leistung und einer Leistungsdichte von mehr als 11 kW/Liter. (Bild: Texas Instruments)

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