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SiC-MOSFETs, -JFETs, -BJTs und -Dioden bieten ein einzigartiges Eigenschaftenspektrum

Die Siliziumkarbid-Technologie erreicht ihren kritischen Reifegrad

4. Juli 2012, 17:57 Uhr | Engelbert Hopf

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Um 20 Prozent reduzierte Leistungsverluste in BLDC-Motorantrieben

Um ein Fünftel geringere Leistungsverluste im Vergleich zu bisher erhältlichen Bausteinen bieten Toshiba Electronics’ hochintegrierte Single-Chip-Inverter-IPDs TPD4144K und TPD4144AK. Ausgelegt sind sie für PWM-Steuerungen mit hohen Spannungen, wie sie in Haushaltsgeräten, Lüftern und Pumpen niedriger Leistungsklasse und in industriellen Automatisierungssystemen zu finden sind. Für eine effiziente Antriebssteuerung muss der Entwickler nur noch Logiksignale von einem Host-Mikroprozessor oder Motor-Controller zur Verfügung stellen.

Zugeschnitten sind beide IPDs für Antriebssteuerungen, die Ausgangsspannungen bis 500 V und Ströme bis 2 A erfordern. Jeder Baustein enthält eine 3-Phasen-Wechselrichterbrücke, einschließlich Eingangslogik, einen Pegelumsetzer-High-Side-Treiber, einen Low-Side-Treiber, einen 3-Phasen-Brückenausgang, der über IGBTs den Strom für den Motor-Stator bereitstellt, und einen 3-Shunt-Widerstandsschaltkreis für die Strommessung.

Integrierte Bootstrap-Freilaufdioden verringern die Bauteilanzahl und die Leiterplattenfläche. Schutzfunktionen wie Unterspannungsschutz und thermische Abschaltung sind Standard. Der TPD4144K bietet zusätzlich noch Überstromschutz. Entwickler können zudem die Totzeiten einstellen, um optimale sinusförmige Ansteuersignale zu erhalten.

Gefertigt sind die IPDs in Toshibas eigener SOI-Technologie (Silicon on Insulator). Da die integrierte Schaltung auf einem Isolator aufgebaut ist, lassen sich Hochspannungs-Ausgangselement und Logik-/Ansteuerschaltkreis in einem einzigen Silizium-Baustein realisieren.