Conjunto de novos ICs Gate Driver abordam SiC

May 22, 2023

À medida que os MOSFETs baseados em SiC ganham força na indústria de energia, os fabricantes estão trabalhando ininterruptamente para fornecer interruptores de energia eficientes para os MOSFETs. Este artigo destaca os mais recentes CIs 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 gate driver isolados galvanicamente, e a nova família 2EDi segue o exemplo. Os ICs são projetados para acionar MOSFETs de Si, MOSFETs de SiC e interruptores de energia GaN. A empresa afirma que a nova família foi projetada para operação robusta em meias-pontes CoolMOS, CoolSiC e OptiMOS MOSFET de alto desempenho.

Os mais recentes gate drivers isolados galvanicamente de canal duplo destinam-se a aplicações em fontes de alimentação comutadas (SMPS). De acordo com a Infineon, os dispositivos aumentam o desempenho e otimizam as operações em topologias de comutação física e suave controladas nos lados primário e secundário. Com alta precisão de atraso de propagação e baixa incompatibilidade entre canais, os produtos podem ser úteis em sistemas de energia de comutação rápida.

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

Embalados em embalagens 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. Assim como os gate drivers da Infineon, a família SCALE-iFlex LT NTC é um gate driver 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, uma vez que suporta classes de tensão IGBT que variam de 1200 V a 3300 V.

A família de CIs de driver de porta NTC SCALE-iFlex LT consiste em um driver de porta adaptado ao 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 ultrapassar 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 em sistemas conversores. Durante a operação, cada MAG detecta a temperatura NTC do módulo de potência conectado. O sinal detectado é encaminhado ao IMC e a medição é feita através de uma interface elétrica.

O produto também possui revestimento isolante, que protege os componentes da placa. O processo de revestimento isolante ajuda a alcançar alta confiabilidade e torna o produto adequado para uso em condições adversas e ambientes contaminados.

Para encerrar este resumo de potência, damos uma olhada no novo módulo SiC MOSFET integrado com 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 termos de potência e energia, a Mitsubishi afirma 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%. Isto garante alta eficiência e confiabilidade em sistemas inversores para grandes equipamentos industriais, como ferrovias e sistemas de energia elétrica.