Onsemi stellt intelligente SiC-Leistungsmodule vor, die den Energieverbrauch und die Gesamtsystemkosten senken
Die intelligenten Leistungsmodule (IPMs) EliteSiC SPM 31 ermöglichen hocheffiziente und hochleistungsfähige Inverter-Motorantriebe im Kleinstformat.
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Onsemi stellt die erste Generation seiner intelligenten Leistungsmodule (IPMs) SPM 31 auf Basis von 1200V-Siliziumkarbid-/SiC-MOSFETs vor. Die EliteSiC-SPM-31-IPMs bieten höchste Energieeffizienz und Leistungsdichte im Vergleich zur Field-Stop-7-IGBT-Technologie bei kleinstem Formfaktor. Dies führt zu niedrigeren Gesamtsystemkosten als bei jeder anderen führenden Lösung am Markt. Durch ihr verbessertes Wärmeverhalten, geringere Leistungsverluste und die Fähigkeit, schnelle Schaltgeschwindigkeiten zu unterstützen, eignen sie sich für 3-Phasen-Inverter-Antriebe wie elektronisch kommutierte (EC) Lüfter in KI-Rechenzentren, Wärmepumpen, gewerbliche HLK-Systeme, Servomotoren, Robotik, Frequenzumrichter (VFDs) sowie industrielle Pumpen und Lüfter.
EliteSiC-SPM-31-IPMs unterstützen Nennströme von 40 bis 70 A. Ergänzt durch die IGBT-SPM-31-IPM-Reihe, die niedrige Ströme von 15 bis 35 A abdeckt, bietet onsemi nun das branchenweit breiteste Angebot an skalierbaren und flexiblen integrierten Leistungsmodulen in einem kleinen Gehäuse.
Im Jahr 2023 machte der Betrieb von Wohn- und Geschäftsgebäuden 27,6% des Endenergieverbrauchs in den USA aus. Mit zunehmender Elektrifizierung und dem Einsatz von KI, vor allem durch den Bau von mehr KI-Rechenzentren, die den Energiebedarf erhöhen, wird es immer wichtiger, den Energieverbrauch von Anwendungen in diesem Sektor zu senken. Leistungshalbleiter, die elektrische Energie effizient umwandeln, sind entscheidend für den Übergang zu CO2-armen Umgebung.
Mit der zunehmenden Zahl und Größe von Rechenzentren wird auch die Nachfrage nach EC-Lüftern steigen. Sie sorgen für ideale Betriebsumgebung aller Systeme in einem Rechenzentrum und sind für eine genaue, fehlerfreie Datenübertragung unerlässlich. SiC-IPMs stellen sicher, dass der EC-Ventilator zuverlässig und mit höchster Effizienz arbeitet.
Wie viele andere industrielle Anwendungen, z. B. Kompressormotoren und Pumpen, erfordern EC-Lüfter eine höhere Leistungsdichte und Effizienz als bisherige größere IGBT-Lösungen. Durch den Umstieg auf EliteSiC-SPM-31-IPMs profitieren Kunden von weniger Platzbedarf, mehr Leistungsfähigkeit und einem vereinfachten Design aufgrund der hohen Integration. Dies verkürzt die Entwicklungszeit, senkt die Gesamtsystemkosten und verringert die CO2-Emissionen. Im Vergleich zu einer Lösung mit einem aktuellen IGBT-Leistungsmodul (PIM), das Verluste von 500 W bei 70% Last aufweist, senken hocheffiziente EliteSiC-SPM-31-IPMs den jährlichen Energieverbrauch und die Kosten pro EC-Lüfter um 52%!
Das voll integrierte EliteSiC-SPM-31-IPM besteht aus einem unabhängigen High-Side-Gate-Treiber, einem integrierten Low-Voltage-IC (LVIC), sechs EliteSiC-MOSFETs und einem Temperatursensor (Spannungs-Temperatur-Sensor/VTS oder Thermistor). Das Modul basiert auf der M3-SiC-Technologie von onsemi, die die Chipgröße reduziert und für hart schaltende Anwendungen optimiert ist. Die Kurzschlussfestigkeit (SCWT; Short-Circuit Withstand Time) wurde verbessert, wenn das Modul im SPM-31-Gehäuse verwendet wird. Damit eignet es sich für Inverter-Motorantriebe im industriellen Bereich. Die MOSFETs sind in einer Dreiphasenbrücke mit separaten Source-Anschlüssen für die unteren Zweige konfiguriert, um maximale Flexibilität bei der Wahl des Steueralgorithmus zu bieten.
Darüber hinaus bieten die EliteSiC-SPM-31-IPMs folgende Vorteile:
- Verlustarme, kurzschlussfeste M3-EliteSiC-MOSFETs verhindern System-/Komponentenausfälle und Gefahren wie Stromschläge oder Brände.
- Integrierter Unterspannungsschutz (UVP) schütze vor Schäden am Gerät bei niedriger Spannung.
- Als Peer-to-Peer-Produkt von FS7-IGBT-SPM-31 können Kunden bei Verwendung derselben Leiterplatte zwischen verschiedenen Stromstärken wählen.
- UL-zertifiziert gemäß nationalen und internationalen Sicherheitsstandards
- Einfach geerdete Stromversorgung für mehr Sicherheit, Geräteschutz und Rauschunterdrückung.
Vereinfachtes Design und reduzierte Größe der Kundenplatinen durch:
- integrierte Steuerungen für Gate-Treiber und Schutzvorrichtungen,
- integrierte Bootstrap-Dioden (BSDs) und Widerstände (BSRs),
- interne Boost-Dioden für High-Side-Gate-Boost-Ansteuerung,
- integrierten Temperatursensor (VTS-Ausgang durch Low-Voltage-IC/LVIC und/oder Thermistor),
- integrierten, schnellen High-Voltage-IC.
Weitere Informationen:
- EliteSiC SPM 31 IPMs und FS7 IGBT SPM 31 IPMs von onsemi
- Anwendungshinweise für EliteSiC SPM 31 IPMs und FS7 IGBT SPM 31 IPMs
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