Zoptymalizowane użycie diod oraz tranzystorów MOSFET SiC w aplikacjach przemysłowych
STMicroelectronics jest jedną z pierwszych firm produkujących wysokonapięciowe tranzystory MOSFET SiC i diody SiC. Znacznie mniejsze całkowite straty mocy komponentów SiC umożliwiają projektowanie bardziej wydajnych, mniejszych i lżejszych systemów. Portfolio elementów firmy STMicroelectronics z zastosowaniem SiC sukcesywnie się powiększa. Do grupy tej należą tranzystory MOSFET 650/1200V oferujące najwyższą w branży temperaturę pracy złącza Tj max = 200°C oraz diody SiC w zakresie napięć od 650V do 1200V, które mają znikome straty przełączania i o 15% niższe napięcie przewodzenia (Vf) niż standardowe diody krzemowe.

Co sprawia, że tranzystory MOSFET SiC są wyróżniają się pośród innych tego produktów?
- najwyższa w branży temperatura pracy złącza Tj max = 200°C
- niska rezystancja załączenia (Rds on) w całym zakresie temperatur do 200°C
- ekstremalnie niskie straty mocy
- bardzo łatwe w sterowaniu (co przekłada się na mniejszą liczbę komponentów w aplikacji)
- wysoka częstotliwość pracy, zmniejszone straty przełączania
- superszybka i odporna wbudowana dioda
- dostępnie również wersję 4-pinowe (Kelvin source)
Najważniejsze cechy diod SiC:
- znikome straty przełączania
- niższe napięcie przewodzenia (Vf)
- „miękkie” przełączanie, poprawiające parametry EMC
- zintegrowane rozwiązania (podwójne diody)
- wysokie parametry temperaturowe – Tj max = 175°C
- kwalifikacja AECQ i PPAP do zastosowań automotive
- bardzo wysoka niezawodność i odporność
- bogaty wybór obudów
Przegląd oferty SiC firmy STMicroelectronics
1. MOSFET SiC Generacja 1:

2. MOSFET SiC Generacja 2 – plan:

3. Diody SiC 650V:

Diody SiC 650V według wartości STMicroelectronics (QC x VF) w obudowie o wysokości poniżej 1 mm.
4. Diody SiC 1200V (od 2A do 40A):

Jak sterować tranzystorami MOSFET SiC?
W oparciu o zaawansowane i innowacyjne właściwości materiałów o szerokim paśmie szczelinowym komponenty SiC umożliwiają projektowanie bardziej wydajnych, mniejszych i lżejszych systemów.
MOSFET STMicroelectronics z węglika krzemu (SiC) charakteryzują się bardzo niskim RDS (on) na obszar, dzięki nowej rodzinie produktów SCT * N65G2 650V i SCT * N120G2 1200 V, w połączeniu z doskonałą wydajnością przełączania, co przekłada się na bardziej wydajne i kompaktowe konstrukcje.
Te nowe rodziny charakteryzują się najwyższą w branży klasą temperaturową wynoszącą 200 °C, co zapewnia ulepszoną konstrukcję termiczną układów energoelektronicznych. Nowa rodzina produktów SCT * N170 1700 V jest w fazie rozwoju.
Diody SiC dostępne w zakresie napięć od 650 V do 1200 V mają o 15% niższe napięcie przewodzenia (Vf) niż standardowe diody krzemowe. Tranzystory MOSFET SiC mają znikomą stratę przełączania i 15% niższe napięcie przewodzenia (Vf) niż standardowe diody krzemowe.
W ofercie ST nie zabrakło układów do sterowania MOSFET SiC. Ciekawą propozycją jest nowa seria driverów jedno- i dwukanałowych STGAP2S/D. STGAP2S jest 1-kanałowy i ma izolację 1.7kV, natomiast STGAP2D jest 2-kanałowy z izolacją 1.7kV.

Najważniejsze cechy:
- parametry prądowe: 4A
- napięcie zasilania do 26V
- CMTI > 100 V/ns
- super szybkie
- wbudowana izolacja pozwala zredukować BOM aplikacji
- kompaktowa obudowa
- wersja z oddzielnym sterowaniem ON i OFF lub z opcją Miller clamp (idealne do sterowania SiC)
Szybsze prototypowanie
Aby usprawnić proces projektowania i prototypowania STMicroelectronics stworzyło dedykowane narzędzia rozwojowe: EVALSTGAP2SM, EVALSTGAP2DM, EVALSTGAP2SCM.
Zaprojektuj aplikację z MOSFET i dopasowanymi kondensatorami
Jako komponenty współtowarzyszące w aplikacjach z MOSFET-ami, sprawdzonymi elementami są kondensatory elektrolityczne firmy NIPPON CHEMICON. W szczególności polecamy serię LXS 5000h 105⁰C oraz serię TXH 10000h 105⁰C.
Warto również rozważyć zastosowanie kondensatorów foliowych od firmy FARATRONIC:
- DC-Link
- AC-Filter
- Suppression Class X2
- Suppression Class Y2

Potrzebujesz więcej szczegółów?
Zachęcamy do bezpośredniego masters@masters.com.pl. Przedstawimy Państwu szczegółową ofertę od dobrania odpowiednich komponentów, przez kompleksową pomoc techniczną po produkcję masową. Jest również możliwość otrzymania darmowych próbek.