Conjunto de novos ICs de driver de portão abordam o SiC

Sep 03, 2023

À medida que os MOSFETs baseados em SiC ganham força na indústria de energia, os fabricantes estão trabalhando sem parar para fornecer interruptores de energia eficientes para MOSFETs. Este artigo destaca os mais recentes ICs de gate driver que foram recentemente revelados na indústria de semicondutores de potência.

A Infineon está expandindo seu portfólio EiceDRIVER, adicionando a família 2EDi de gate drivers. O portfólio EiceDRIVER utiliza transformadores sem núcleo para seus ICs de gate driver isolados galvanicamente, e a nova família 2EDi segue o exemplo. Os ICs são projetados para conduzir Si MOSFETs, SiC MOSFETs e interruptores de energia GaN. A empresa diz que a nova família foi projetada para operação robusta em meias-pontes CoolMOS, CoolSiC e OptiMOS MOSFET de alto desempenho.

Os mais recentes drivers de portão com isolamento galvânico de canal duplo visam aplicações em fontes de alimentação de modo comutado (SMPS). De acordo com a Infineon, os dispositivos aumentam o desempenho e otimizam as operações em topologias de comutação rígida e suave controladas pelo lado primário e secundário. Com uma alta precisão de atraso de propagação e baixa incompatibilidade canal a canal, os produtos podem ser úteis em sistemas de energia de comutação rápida.

Os produtos apresentam uma função de bloqueio de subtensão (UVLO) com tempo de inicialização e recuperação rápida de dois μs ou menos. Devido à sua tecnologia de transformador sem núcleo, os produtos apresentam uma alta imunidade transitória de modo comum. Além disso, um circuito de fixação de saída integrado elimina o ruído de saída, especialmente quando a fonte de tensão do gate driver está abaixo do limite UVLO.

Embalados em pacotes DSO com chumbo e LGA sem chumbo, os produtos economizam até 36% de espaço em aplicações de baixa tensão. Os novos produtos da família 2EDi estão disponíveis comercialmente com os números de peça 2EDB8259F, 2EDB7259Y, 2EDB8259Y e 2EDB9259Y.

Outro gate driver lançado recentemente na indústria é a família SCALE-iFlex LT NTC de módulos IGBT/SiC fabricados pela Power Integrations. Como os drivers de porta da Infineon, a família SCALE-iFlex LT NTC é um driver de porta de canal duplo adequado para uso em aplicações SiC MOSFET. O produto pode ser usado com módulos de transistor bipolar de porta isolada (IGBT), como o Mitsubishi LV100 e o Infineon XHP 2, pois suporta classes de tensão IGBT que variam de 1200 V a 3300 V.

A família de CIs de driver de porta SCALE-iFlex LT NTC consiste em um driver de porta adaptada para módulo (MAG) (2SMLT0220D2C0C) e um controle mestre isolado (IMC) (2SILT1200T2A0C-33). De acordo com a Power Integrations, a unidade IMC suporta até quatro MAGs em conexão paralela. A conexão paralela entre os MAGs de uma única unidade IMC ajuda a economizar espaço.

O produto possui fixação ativa para garantir que o semicondutor de potência seja parcialmente ligado quando a tensão coletor-emissor cruza um limite predefinido. Isso mantém o semicondutor em operação linear.

O dispositivo inclui uma leitura de temperatura para observação geral do sistema. Ao monitorar os dados do coeficiente de temperatura negativo do módulo de potência, o gate driver pode gerenciar com precisão o calor nos sistemas conversores. Durante a operação, cada MAG detecta a temperatura NTC do módulo de energia conectado. O sinal detectado é encaminhado ao IMC e a medição é feita por meio de uma interface elétrica.

O produto conta ainda com revestimento conformal, que protege os componentes da prancha. O processo de revestimento conforme ajuda a alcançar alta confiabilidade e torna o produto adequado para uso em condições adversas e ambientes contaminados.

Para nos envolver neste resumo de energia, vamos dar uma olhada no novo módulo SiC MOSFET incorporado ao diodo de barreira Schottky (SBD) da Mitsubishi Electric.

O dispositivo baseado em SiC foi projetado para aplicações pesadas, como conversão de energia em sistemas ferroviários. Como os dispositivos SiC são eficientes em energia e energia, a Mitsubishi diz que o produto tem uma pegada de carbono menor do que seus equivalentes de silício. Diz-se que o SiC-MOSFET integrado ao SBD reduz a perda de comutação em 91%. Isso garante alta eficiência e confiabilidade em sistemas inversores para grandes equipamentos industriais, como ferrovias e sistemas de energia elétrica.