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650 V CoolMOS CFD7A im QDPAK-Gehäuse

Energieeffizientes Schnellladen von Elektrofahrzeugen

23. November 2023, 12:41 Uhr | Irina Hübner

Für leistungsstarke Ladesysteme für Elektroautos ist auch eine kosteneffiziente und leistungsfähige Leistungselektronik erforderlich. Infineon erweitert deshalb sein 650-V-CoolMOS-CFD7A-Portfolio um das QDPAK-Gehäuse.

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Diese Gehäusefamilie wurde entwickelt, um im Vergleich zu den bekannten TO247-THD-Bauteilen eine gleichwertige thermische Leistungsfähigkeit bei besserer elektrischer Performance zu bieten. Dies ermöglicht eine effiziente Energienutzung in Onboard-Chargern und DC-DC-Wandlern.

Effiziente und leistungsstarke Ladesysteme für Elektrofahrzeuge tragen dazu bei, die Ladezeiten und das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, die Flexibilität beim Design zu erhöhen und die Gesamtbetriebskosten des Fahrzeugs zu senken. Die neuen Bauteile ergänzen die bestehende CoolMOS-CFD7A-Serie und sorgen für Flexibilität mit ober- und unterseitig gekühlten Gehäusen. Mit dem QDPAK-TSC (Top-Side-Cooled) -Gehäuse können Entwickler hohe Leistungsdichten und eine bestmögliche Ausnutzung der Leiterplattenfläche realisieren.

Die Features des 650 V CoolMOS CFD7A

Der 650 V CoolMOS CFD7A verfügt über entscheidende Merkmale für den zuverlässigen Betrieb in Hochspannungsanwendungen. Dank der reduzierten parasitären Source-Induktivität kann das Bauteil elektromagnetische Störungen (EMI) verringern und so klare Signale und eine gleichbleibende Leistung gewährleisten.

Der Kelvin-Source-Pin erlaubt außerdem eine hohe Präzision bei der Strommessung, so dass auch unter schwierigen Bedingungen genaue Messungen möglich sind. Mit einer Kriechstrecke, die für Hochspannungsanwendungen geeignet ist, sowie einer hohen Stromtragfähigkeit und einer hohen Verlustleistung (P tot) von bis zu 694 W bei 25 °C ist es ein vielseitiges und leistungsfähiges Bauteil für eine breite Palette von Hochspannungsanwendungen.

Systemdesigns mit dem 650 V CoolMOS CFD7A

Neue Systemdesigns, die 650 V CoolMOS CFD7A in QDPAK TSC verwenden, optimieren den Platzbedarf auf der Leiterplatte, verdoppeln die Leistungsdichte und verbessern das Wärmemanagement durch thermische Entkopplung vom Substrat. Dieser Ansatz vereinfacht die Montage, macht das Stapeln von Leiterplatten überflüssig und reduziert den Bedarf an Steckverbindern. Dadurch werden die Systemkosten gesenkt. Der Leistungsschalter reduziert den Wärmewiderstand um bis zu 35 Prozent und ermöglich so eine hohe Verlustleistung, die herkömmliche Kühllösungen übertrifft.

Diese Eigenschaft überwindet die thermischen Beschränkungen von SMD-Designs mit Unterseitenkühlung und FR4-Leiterplatten, was zu einer erheblichen Steigerung der Systemleistung führt. Durch das optimierte Power-Loop-Design werden die Treiber in der Nähe des Leistungsschalters platziert. Aufgrund der Reduzierung der Streuinduktivität und der Chiptemperatur wird die Zuverlässigkeit verbessert. Insgesamt tragen diese Eigenschaften zu einem kostengünstigen, robusten und effizienten System bei, das moderne Leistungsanforderungen erfüllen kann.

QDPAK-TSC-Gehäuse als JEDEC-Standard

Das QDPAK TSC-Gehäuse wurde als JEDEC-Standard für Hochleistungsanwendungen registriert. Das trägt dazu bei, eine breite Akzeptanz von TSC in neuen Designs mit einem Standardgehäusedesign und einer Standardgrundfläche zu etablieren. Um diesen Übergang weiter zu beschleunigen, will Infineon 2024 weitere Automotive-qualifizierte Bausteine im QDPAK TSC-Gehäuse für Onboard-Charger und DC-DC-Wandler auf den Markt bringen, wie beispielsweise 750-V- und 1200-V-CoolSiC-Bausteine.

Verfügbarkeit des 650 V CoolMOS CFD7A

Der 650 V CoolMOS CFD7A ist im QDPAK-Gehäuse in zwei Versionen erhältlich: mit Oberseiten-Kühlung (TSC) und mit Unterseiten-Kühlung (BSC). Beide Varianten können ab sofort bestellt werden.