Erste isolierte Gatetreiber mit integrierten Sensing-Funktionen für IGBTs und SiC-MOSFETs sparen Energie und bieten Hochspannungs-Systemen Schutz

DALLAS – Texas Instruments (TI) (NASDAQ: TXN) stellte heute eine Reihe isolierter Gatetreiber vor, die ein beispielloses Maß an Überwachung und Schutz für Hochspannungs-Systeme ermöglichen. Die Bausteine UCC21710-Q1, UCC21732-Q1 und UCC21750 ermöglichen Entwicklern die Realisierung kompakterer, effizienterer und leistungsfähigerer Designs in Traktionswechselrichtern, Bord-Ladegeräten, PV-Wechselrichtern und Antrieben. Weitere Informationen finden Sie auf UCC21710-Q1, UCC21732-Q1 und UCC21750.

Erstmals in der Industrie bringen die Bausteine integrierte Sensing-Funktionen für IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors) und MOSFETs (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors) auf SiC-Basis (Siliziumkarbid) mit, um die Designs zu vereinfachen und für eine höhere Systemzuverlässigkeit in Anwendungen für Spannungen bis zu 1,5 kV_RMS zu sorgen. Mit ihren integrierten Bauelementen erzielen die Bausteine kurze Erkennungszeiten für den Schutz vor Überstrom-Ereignissen und ein sicheres Abschalten des Systems.

Auf der Basis einer kapazitiven Isolationstechnologie sorgen die Bausteine UCC21710-Q1, UCC21732-Q1 und UCC21750 für eine maximierte Lebensdauer der Isolationsbarriere und bieten gleichzeitig hohe verstärkte Isolationswerte, hohe Datenraten und eine hohe Leistungsdichte.

„Die Robustheit der Systeme entwickelt sich in Hochspannungs-Antrieben und -Stromversorgungssystemen zu einer immer größeren Herausforderung“, kommentiert Steve Lambouses, Vice President, TI High-Voltage Power. „Diese neuen Gatetreiber, in denen die Isolationstechnologie von TI mit weiteren integrierten Features und Support kombiniert ist, ermöglichen Entwicklern einen schnelleren Produktionsstart für zuverlässige Systeme, während gleichzeitig Platz und Kosten gespart werden.“

Wichtige Eigenschaften und Vorteile der Bausteine UCC21710-Q1, UCC21732-Q1 und UCC21750

• Erhöhte System-Performance: Die hohe maximale Treiberstärke der neuen isolierten Gatetreiber von ±10 A optimiert das Schaltverhalten und senkt die Verluste, und dank der Überstrom-Erkennung binnen 200 ns wird der Schutz des Systems schnell aktiviert.
• Gesteigerte System-Zuverlässigkeit: Die Familie UCC217xx erhöht die Lebensdauer der Isolationsbarriere mithilfe einer kapazitiven Isolationstechnologie und verbessert die verstärkten Isolationswerte mit einer Surge-Beständigkeit bis 12,8 kV. Überdies bürgen die Bauelemente mit ihrem CMTI-Wert (Common-Mode Transient Immunity) von über 150 V/ns für eine präzise Datenkommunikation.
• Reduzierte Systemabmessungen: Die Gatetreiber reduzieren mit ihren integrierten Puffern und Sensoren den Aufwand an externen Bauelementen, liefern dabei aber präzise Temperatur-, Strom- oder Spannungswerte. Ihr isolierter Analog/PWM-Sensor vereinfacht die Systemdiagnose und vermeidet Ausfälle der Schalter.

Verbesserte System-Performance und Zuverlässigkeit unabhängig von der Leistung

Für Designer industrieller Anwendungen, die eine höhere Störbeständigkeit und einen größeren Betriebstemperaturbereich benötigen, kündigt TI mit dem UCC23513 einen optokompatiblen Gatetreiber mit einer Treiberstärke von 3 A und einer verstärkten Sicherheitsisolation bis 5 kV_RMS an. Der neue Gatetreiber wurde zur Maximierung der System-Performance und der Zuverlässigkeit in Antrieben, PV-Wechselrichtern und Stromversorgungen entwickelt und bietet einen weiten Sperrschichttemperaturbereich von -40 °C bis +150 °C sowie einen CMTI-Wert von über 100 V/ns. Designer können somit ein Performance-Niveau erzielen, das ihnen mit traditionellen Optokopplern verschlossen wäre. Um die Markteinführungszeit zu verkürzen, können Designer von der Pinkompatibilität des UCC23513 zu optoisolierten Gatetreibern sowie von den umgehend verfügbaren Design-Ressourcen profitieren – darunter dieses Referenzdesign: Three-phase inverter reference design for 200-480 VAC drives with opto-emulated input gate drivers.

Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise

Vorserienmuster der Gatetreiber UCC21710-Q1, UCC21732-Q1, UCC21750 und UCC23513 sind jetzt im TI Store erhältlich. Preise und Gehäusebauarten können der folgenden Tabelle entnommen werden.

Besuchen Sie TI auf der APEC

Lernen Sie diese neuen Power-Management-Bausteine von TI kennen und informieren Sie sich auch darüber, wie TI Entwicklern auf andere Weise die Möglichkeit gibt, innovativ zu sein, zu entwerfen und zu lernen. Besuchen Sie TI hierzu an Stand Nr. 511 auf der Applied Power Electronics Conference (APEC) vom 17. -21. März 2019 in Anaheim (Kalifornien/USA).

Informieren Sie sich genauer über die Gatetreiber UCC21710-Q1, UCC21732-Q1, UCC21750 und UCC23513 von TI

• Lesen Sie die Whitepaper „Impact of an isolated gate driver” und „Silicon carbide gate drivers – a disruptive technology in power electronics”.
• Laden Sie sich die Applikationsschrift „Understanding the short-circuit protection for silicon carbide MOSFETs” herunter.
• Lesen Sie den Blogbeitrag „Replace your aging optocoupler gate driver”.
• Sehen Sie sich die folgende vierteilige Videoschulungs-Serie an: „How high-voltage isolation technology works”.

Über Texas Instruments

Texas Instruments Incorporated (TI) ist ein weltweites Halbleiterdesign- und Produktionsunternehmen, das Analog-ICs und Embedded-Prozessoren entwickelt. Durch den Einsatz der hellsten Köpfe der Welt schafft TI Innovationen, die die Zukunft der Technologie gestalten. TI hilft mehr als 100.000 Kunden heute die Zukunft zu verändern. Erfahren Sie mehr unter http://www.ti.com. Möchten Sie mehr Informationen über TI auf Deutsch? Dann besuchen Sie ti.com/de.

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