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Schutz von On-Board-Ladegeräten

Asahi Kasei mit Proof of Concept für eFuse in 800-V-Anwendungen

5. Juni 2024, 10:37 Uhr | Irina Hübner

Evaluation Board: Proof of Concept für eFuse in 800-V-Anwendungen.

Asahi Kasei Microdevices (AKM) und das europäische Spitzenforschungszentrum für Eletronik- und softwarebasierte Systeme Silicon Austria Labs (SAL) haben erfolgreich einen Proof of Concept für die eFuse-Technik in HV-Anwendungen unter Verwendung von SiC-basierten Leistungsbauelementen durchgeführt.

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Die Ergebnisse zeigen, dass die eFuse-Technologie die Sicherheit erheblich verbessern und die Material- und Wartungskosten von Systemen wie On-Board-Ladegeräten (OBC) in Kraftfahrzeugen senken kann.

Mechanische Sicherungen ersetzen

Siliziumkarbid- (SiC) und Galliumnitrid- (GaN)-basierte Leistungselektronik hält zunehmend Einzug in Elektrofahrzeugen und anderen Anwendungen mit hohen Spannungen. Dies macht es notwendig, die bei konventionellen Silizium-basierten Stromrichtern verwendeten mechanischen Sicherungen zu ersetzen, um das System bei Erkennung eines Überstroms sofort abzuschalten, die Geräte zu schützen und kostspielige Wartung zu vermeiden.

Kernloser Stromsensor mit schnellem Ansprechverhalten

AKM produziert den CZ39, einen kernlosen Stromsensor mit einer Ansprechzeit von 100 ns. Dieses schnelle Ansprechverhalten bei höchster Präzision ermöglicht eine schnelle Erkennung von Überströmen und eine unmittelbare Systemabschaltung. In einem gemeinsamen Proof of Concept mit dem österreichischen Forschungszentrum SAL hat AKM das eFuse-System entwickelt, das die Herausforderungen herkömmlicher Schutzsysteme mit mechanischen Sicherungen löst.

Diese Lösung bietet den erforderlichen Überstrom- und Kurzschlussschutz für die nächste Generation von Hochvolt-Elektrofahrzeugen mit SiC- und GaN-basierten Leistungsbauelementen, wie etwa OBCs. Darüber hinaus kann der im eFuse integrierte Stromsensor den Strom in den angeschlossenen Subsystemen effizient regulieren, wodurch die Gesamtanzahl der Bauteile reduziert wird.

Neue Maßstäbe für die eFuse-Technologie

»Mit dieser gemeinsamen Technologievalidierung haben wir einen neuen Standard für die eFuse-Technologie gesetzt. Wir sind stolz darauf, das Know-how von AKM mit den Forschungskapazitäten von SAL zu kombinieren, um dieses innovative Ergebnis zu erzielen und erwarten, dass die eFuse-Technologie zu kleineren und leichteren OBCs in Elektrofahrzeugen beitragen wird«, erklärt Toshinori Takatsuka, General Manager des Stromsensorgeschäfts von AKM.

»Durch den Einsatz der neuesten Stromsensortechnologien von AKM können wir die Reaktionszeit von eFuses und den Schutz von Wide-Bandgap-Stromrichtern verbessern«, ergänzt Thomas Langbauer, Teamleiter der Abteilung Leistungselektronik bei SAL.

Demonstration auf der PCIM Europe

Asahi Kasei Microelectronics wird die Ergebnisse der gemeinsamen Forschung mit SAL vom 11. bis 13. Juni auf der PCIM Europe 2024 in Nürnberg präsentieren (Halle 7, Stand 502).