Überlast bei Elektroantrieben SiC-E-Fuse schaltet EV-Anstriebsstrom in Mikrosekunden ab

Ein von Microchip vorgestellter E-Fuse Demonstrator auf SiC-Basis soll Entwicklern von Antrieben für Elektrofahrzeuge (EVs) eine schnellere und zuverlässigere Lösung für den Schutz von Hochspannnungs-Schaltungen im Fehlerfall bieten.

Im Fall einer Überlast brauchen Hochspannungs-Subsysteme in batteriebetriebenen und Hybrid-Elektrofahrzeugen einen schnellen und zuverlässigen Mechanismus zum Schutz der Hochspannungsverteilung und der Lasten. Ein von Microchip auf der Fachmesse PCIM in Nürnberg vorgestellter E-Fuse Demonstrator kann Fehlerströme in Mikrosekunden erkennen und unterbrechen.

Laut Hersteller reagiert die auf Siliziumkarbid-Technik (SiC) basierende Lösung damit 100 bis 500 mal schneller als mit herkömmlichen mechanischen Ansätzen. Diese schnelle Reaktionszeit reduziert die Kurzschlussspitzenströme von mehreren zehn kA auf 100 A, was verhindert, dass ein Fehlerereignis zu einem schweren Ausfall führt. Das E-Fuse Demonstrator Board ist in sechs Varianten für Batteriesysteme von 400 bis 800 V mit einer Stromstärke bis zu 30 A erhältlich.

Lasttrennung ohne Lichtbogen oder Kontaktprellen

Clayton Pillion, Vice President der SiC Business Unit bei Microchip, dazu: „Der E-Fuse-Demonstrator bietet BEV/HEV-Herstellern und -Zulieferern eine SiC-basierte Lösung, um ihren Entwicklungsprozess mit einer schnelleren, zuverlässigeren Methode zum Schutz der Leistungselektronik voranzutreiben. Die halbleiterbasierte E-Fuse senkt auch Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit elektromechanischer Systeme, da es keine Beeinträchtigung durch mechanische Erschütterungen, Lichtbögen oder Kontaktprellen gibt.“

Mit der rücksetzbaren Funktion des E-Fuse-Demonstrators können Entwickler eine E-Fuse einfach in das Fahrzeug einbauen, ohne dass sie sich an die Vorgaben zur Wartungsfähigkeit halten müssen. Dies reduziert die Designkomplexität und ermöglicht eine flexible Verpackung von Fahrzeugteilen für die Endmontage, um die Distribution von BEV/HEV-Stromsystemen zu verbessern.

Konfiguration per LIN-Schnittstelle

OEMs können die Entwicklung SiC-basierter Zusatzanwendungen mit dem E-Fuse-Demonstrator mithilfe der integrierten LIN-Schnittstelle beschleunigen. Diese ermöglicht die Konfiguration der Überstromauslöse-Charakteristik, ohne dass Hardware-Komponenten geändert werden müssen. Zudem wird der Diagnose-Status übertragen. Mit dem LIN Serial Analyzer Tool können Entwickler serielle Nachrichten zwischen einem PC und dem E-Fuse Demonstrator Board einfach senden und empfangen.

Der E-Fuse-Demonstrator basiert auf der SiC-MOSFET-Technologie des Herstellers sowie den Core Independent Peripherals der PIC-Mikrocontroller mit einer LIN-basierten Schnittstelle. Die zugehörigen Bauelemente sind Automotive-qualifiziert, verkleinern die Stückliste und sorgen für mehr Zuverlässigkeit als ein diskretes Design.

Damit Anwender ihre Software schnell entwickeln oder debuggen können, wird das in begrenzter Stückzahl als Muster erhältliche E-Fuse Demonstrator Board von der integrierten Entwicklungsumgebung (IDE) MPLAB X unterstützt. (cg)

Ladungsträger-Vorgänge in Leistungshalbleitern

Auger-Rekombination in SiC-Halbleitern entschlüsselt

Größte Einzelinvestition des Unternehmens

Leistungshalbleiter: Infineon baut 5-Mrd.-Euro-Fab in Dresden

(ID:49459413)