EBV Elektronik bringt den ersten EBVchip auf den Markt »Genesis ist erst der Anfang einer neuen Chip-Welt«

Mit dem IGBT-Modul »Genesis« läutet EBV die Geburtsstunde seiner EBVchips ein: Der Leistungsbaustein für Photovoltaik-Anlagen wandelt in den Invertern die erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung. Entwickelt hat EBV den Chip gemeinsam mit Vishay. Den Namen »Genesis« hat EBV für seinen Erstling ganz bewusst gewählt, »denn Genesis ist der Anfang einer neuen Chip-Welt«, verspricht EBV.

Vor einem Jahr hat EBV Elektronik das Konzept »EBVchips« vorgestellt. Nach neun Monaten gab es die ersten funktionsfähigen Genesis-Produkte auf der electronica zu bestaunen. Und noch im ersten Quartal wird EBV »Genesis« in Stückzahlen ausliefern.

Die Grundidee von Genesis ist einfach: Inverter-Entwickler sollten eine leicht einsetzbare Lösung bekommen, die sie im Rahmen eines Migrationspfads ohne großen Aufwand in ihr bereits existierendes Design integrieren können, und die mit hohem Wirkungsgrad und hoher Zuverlässigkeit bei guter elektromagnetischer Verträglichkeit arbeitet. Dass EBV mit Genesis den sprichwörtlichen Nagel auf den Kopf getroffen hat, zeige sich laut Klaus Schlund, als Technical Director EBV Elektronik u.a. verantwortlich für den Bereich EBVchips, allein daran, dass bereits 50 potenzielle Kunden aus ganz Europa großes Interesse bekundet haben. Die Großen der Inverter-Branche verwenden im Leistungsteil patentierte Technologien, aber es gibt laut EBV auch einen Markt mit vielen kleineren und mittelständischen Inverter-Herstellern, die auf Standardtopologien setzen. »Diese Unternehmen hatten in der Vergangenheit immer wieder Schwierigkeiten, mit den großen Unternehmen mitzuziehen, weil es für sie äußerst schwierig war, die Anforderungen des Marktes in punkto Wirkungsgrad zu erfüllen und dabei gleichzeitig eine sehr hohe Zuverlässigkeit zu erzielen«, so Schlund. Mit dem ersten EBVchip »Genesis« könnten diese Unternehmen jetzt viel besser mit dem Wettbewerb konkurrieren, wobei sich Genesis auch in eine bereits existierende Lösung integrieren lasse. Dafür seien nur minimale Änderungen in der Software erforderlich.

Genesis ist eine komplette in einem Modul integrierte Leistungsstufe für einphasige Inverter in Photovoltaik-Anlagen. Mit seinen Nenndaten von 600 V / 50 A im Dauerbetrieb bei einer Wandlungsfrequenz von 4 bis 30 kHz zielt Genesis auf PV-Anlagen von Privathäusern ab mit Anschlussleistungen zwischen 2,5 und 6 kVA. Die Trench-IGBTs mit ihrer geringen Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung von gerade mal 1,65 V stehen für einen sehr guten Kompromiss zwischen Leit- und Schaltverlusten, während die Siliziumkarbid-Dioden für geringe Schaltverluste und dabei für ein gutes EMV-Verhalten sorgen, weil die Sperrerholzeit von SiC-Dioden bei Null liegt. So kann der zusätzlich erforderliche Snubbing-Aufwand erheblich geringer ausfallen als bei konventionellen Lösungen.

Die Inversdioden fungieren als Boost-Bypass bei hohen Eingangsspannungen, so dass das Modul auch bei einer Verpolung der Solarpanels noch wirkungsvoll geschützt ist. »Damit ist Genesis bestens für den Einsatz in Boost-Stufen gerüstet, die das Konzept des ’Maximum Power Point Tracking’ der Photovoltaik-Module mit nachgeschalteter einphasiger Brücke zur DC/AC-Wandlung implementieren«, beschreibt der EBV-Manager. 

Mit diesen Eigenschaften ist Genesis sozusagen ein Upgrade bereits existierender Produkte, das aber in dieser Form nicht von anderen Herstellern verfügbar ist, wie Schlund erläutert: »Zwar gibt es vergleichbare Bauteile mit Siliziumkarbid im Boost-Teil, aber zumindest vor unserer Markteinführung von Genesis kein Bauteil, das auch eine SiC-Diode in den Brückenschaltungen enthält.«

Auch beim Gehäuse setzen  EBV und Vishay mit dem »Econopack 2« bewusst auf eine bereits bewährte Technologie: »Es gibt zwar preisgünstigere Gehäuse als Econo2, die auch in einigen neuen Invertern eingesetzt werden, aber Econo2-Gehäuse sorgen für eine besonders hohe Zuverlässigkeit.« Schließlich ist eine PV-Anlage auf mindestens 15 Jahre bis 20 Jahre ausgelegt. »Da wäre es für den Kunden nicht akzeptabel, wenn er den Inverter nach fünf oder sechs Jahren austauschen muss«, erklärt Klaus Schlund. Das Econo2-Gehäuse sieht EBV nicht zuletzt aufgrund seiner guten thermischen Eigenschaften als einen nicht zu unterschätzender Pluspunkt für Genesis. Bereits durch den geringen Wärmewiderstand zwischen dem Chip und dem Gehäuse verbessert sich das thermische Verhalten, das durch die Direktmontage auf den Kühlkörper nochmals verbessert wird.