Advertorial: ROHM
Kleinere xEV-Wechselrichter mit ROHMs neuem TRCDRIVE pack™
Bei der Entwicklung der Antriebssysteme von E-Fahrzeugen werden zunehmend Siliziumkarbid (SiC)-Leistungsbauelemente eingesetzt. Es war bisher jedoch schwierig, auch bei geringer Größe geringe Verluste zu erreichen. ROHM begegnet dieser Herausforderung mit seinen 2-in-1 SiC-Modulen TRCDRIVE pack™.
Der rasche Umstieg auf klimaneutrale und energieeffiziente Verkehrsmittel leistet einen wichtigen Beitrag für eine grünere Zukunft. Dabei spielt die Entwicklung von kompakteren, effizienteren und leichteren elektrischen Antrieben eine entscheidende Rolle, um die Verbreitung von Elektrofahrzeugen der nächsten Generation (xEVs) zu fördern und Umweltziele wie die Kohlenstoffneutralität zu erreichen. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen ist der verbesserte Wirkungsgrad des Antriebsumrichters von großer Bedeutung, damit die Reichweite erhöht und die Größe der Bordbatterie reduziert werden kann.
SiC als Schlüsselkomponenten der Elektromobilität
Siliziumkarbid (SiC) wird bei dieser Entwicklung unbestritten eine große Rolle spielen. Für SiC-Leistungsbauelemente stellt es jedoch eine große Herausforderung dar, geringe Verluste bei gleichzeitig kleiner Baugröße zu erreichen. ROHM löst dieses Dilemma mit seinem TRCDRIVE pack™.
TRCDRIVE pack™ ist ein Markenzeichen für SiC-Module von ROHM, die speziell für Traktionswechselrichter-Anwendungen entwickelt wurden und durch eine einzigartige Struktur zur Maximierung der Wärmeableitfläche deren Größe reduziert. Die Integration von ROHMs SiC-MOSFETs der 4. Generation mit niedrigem Einschaltwiderstand führt zu einer branchenführenden Leistungsdichte, die 1,5 Mal höher ist als bei herkömmlichen SiC-Modulen. Gleichzeitig trägt sie erheblich zur Miniaturisierung von Wechselrichtern für xEVs bei.
Die TRCDRIVE pack™-Module von ROHM sind Halbbrücken-Module, welche mit SiC FETs der vierten Generation bestückt sind. Diese Module sind so konzipiert, dass sie eine hohe Stromdichte und geringe Schaltverluste bieten. Mit Modulen wie diesen kann die Automobilindustrie den technologischen Wandel schaffen und hocheffiziente Antriebe liefern.
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Das TRCDRIVE pack™ zeichnet sich durch seine Leistungsfähigkeit aus. Ein einseitiges, hochwärmeleitfähiges Gehäuse sorgt für einfache Montage und hohe Stromdichte. Durch eine optimierte interne Anordnung wird eine sehr geringe Induktivität von 5,7 nH erreicht. Diese wird durch eine zweilagige Bus-Bar-Struktur ermöglicht, welche den Strompfad maximiert. Durch einen sehr geringen Einschaltwiderstand (RDS(on)) kann eine branchenführende Stromdichte von 19,1 Arms/cm² erreicht werden. Die Module sind für Spannungen von 750 V und 1.200 V erhältlich.
Mit Leistungen von bis zu 300 kW und der ausgezeichneten Leistungsdichte, trägt das Modul dazu bei, die wichtigsten Anforderungen von Traktionswechselrichtern hinsichtlich Miniaturisierung, höherer Effizienz und weniger Entwicklungsaufwand zu erfüllen. Die Module verfügen über Steuersignalklemmen mit Einpressstiften, die einen einfachen Anschluss durch simples Aufstecken der Gate-Treiber-Platine von oben erlauben.
Produktspektrum
TRCDRIVE pack™ wird bis März 2025 mit einer Serie von zwölf Modellen in verschiedenen Gehäusegrößen (Small / Large) und Montagemustern (TIM: Wärmeableitblech / Ag-Sinter) integriert werden. Darüber hinaus entwickelt ROHM ein 6-in-1-Produkt mit integriertem Kühlkörper. Dieses ermöglicht ein schnelles Design von Antriebswechselrichtern und die Markteinführung von Modellen, die auf eine Vielzahl von Design-Spezifikationen zugeschnitten sind.
Umfassende Anwenderunterstützung
ROHM bietet umfangreiche Unterstützung auf Anwendungsebene, einschließlich der Nutzung des hauseigenen Motorprüf-Equipments. Darüber hinaus stellt das Unternehmen eine Vielzahl von Hilfsmaterialien zur Verfügung, zum Beispiel Simulationen und thermische Designs, die eine schnelle Bewertung und Einführung von TRCDRIVE pack™-Produkten ermöglichen. Es sind auch zwei Evaluierungskits erhältlich, eines für Doppelpulstests und das andere für 3-Phasen-Vollbrückenanwendungen, die eine Evaluierung unter ähnlichen Bedingungen wie bei praktischen Wechselrichterschaltungen ermöglichen.
Das Evaluierungskit für Doppelpulstests verfügt über vorgefertigte, verschraubte externe Anschlüsse, die zusätzliches Schweißen der Klemmen überflüssig machen. Es sind keine speziellen Kondensatoren erforderlich, was eine Bewertung in verschiedenen Standardumgebungen ermöglicht. Die Versorgung des Gate-Driver-Boards erfolgt mit typ. 24 Volt, die Schaltfrequenz liegt bei maximal 20 kHz. Die Betriebsspannung ist abhängig von der Stehspannung des Kondensators/Bauelements.
Das Evaluierungskit für 3-Phasen-Vollbrückenanwendungen verfügt ebenfalls über vorgeschweißte, verschraubte externe Klemmen sowie über vorgeschweißte Kondensatoren und ein integriertes Kühlsystem. Weitere Spezifikationen sind eine Gate-Driver-Board-Versorgung von typ. 24 Volt, eine Schaltfrequenz von bis zu 20 kHz und eine Betriebsspannung von bis zu 900 Volt.
Fazit
ROHM hat mit der TRCDRIVE pack™-Serie kompakte, einseitig wärmeableitende Module mit hoher Stromdichte entwickelt, die für xEV-Traktionswechselrichter optimiert sind und auf der proprietären Modultechnologie von ROHM basiert. Die Module tragen dazu bei, die wichtigsten Herausforderungen hinsichtlich Miniaturisierung, höherer Effizienz und weniger Entwicklungsaufwand zu lösen. ROHM zeigt die TRCDRIVE pack™-Serie auch auf der electronica 2024 (12. bis 15. November in München) am Stand 520 in Halle C3.
TRCDRIVE pack™ und EcoSiC™ sind Marken oder eingetragene Marken von ROHM Co., Ltd.
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