Infineon stellt neuen bidirektionalen CoolGaN-Schalter 650 V G5 vor

Der neue GaN-Schalter blockiert aktiv Strom und Spannung in beide Richtungen und steigert die Effizienz sowie Zuverlässigkeit von Stromversorgungssystemen.

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Der CoolGaN Bidirectional Switch (BDS) 650 V G5 von Infineon kann zwei herkömmliche Schalter ersetzen und reduziert so die Anzahl der Bauteile, Kosten, Größe und Gesamtverlustleistung.

Ausgestattet mit einem Common-Drain-Design und einer Doppelgate-Struktur nutzt es die robuste Gate-Injection-Transistor-Technologie (GIT) von Infineon, um einen monolithischen bidirektionalen Schalter zu liefern, der durch die CoolGaN-Technologie von Infineon ermöglicht wird. Der Schalter ist ein hocheffizienter Ersatz für herkömmliche Back-to-Back-Konfigurationen, die häufig in Wandlern zum Einsatz kommen.

Der bidirektionale CoolGaN-Schalter bietet wichtige Vorteile für Strom-Umwandlungssysteme. Durch die Integration von zwei Schaltern in einem einzigen Bauteil vereinfacht er den Aufbau von Zyklokonverter-Topologien, ermöglicht eine einstufige Stromumwandlung und eliminiert die Notwendigkeit mehrerer Umwandlungsstufen. Das führt zu einer verbesserten Effizienz, einer höheren Zuverlässigkeit und einer kompakteren Bauweise. BDS-basierte Mikro-Wechselrichter profitieren zudem von einer höheren Leistungsdichte und benötigen weniger Bauteile, was die Fertigung vereinfacht und die Kosten senkt. Darüber hinaus unterstützt der Schalter fortschrittliche Netzfunktionen wie die Blindleistungskompensation und den bidirektionalen Betrieb.

Daher bietet die Lösung ein hohes Potenzial für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter:
Mikro-Wechselrichter: Der bidirektionale CoolGaN-Schalter ermöglicht einfachere und effizientere Mikro-Wechselrichter-Designs, wodurch sowohl Größe als auch Kosten reduziert werden können. Dadurch gewinnen Mikro-Wechselrichter für Solarinstallationen in Wohn- und Gewerbeanwendungen an Attraktivität.

Energiespeichersysteme (ESS): In ESS-Anwendungen wie Batterie-Lade- und Entladegeräten ermöglicht der Schalter eine effizientere und zuverlässigere Speicherung und Abgabe von Energie.

Aufladen von Elektrofahrzeugen (EV): In EV-Ladesystemen unterstützt der BDS-Schalter ein schnelleres und effizienteres Aufladen und ermöglicht gleichzeitig die Vehicle-to-Grid- (V2G) Funktion, bei der die in der Fahrzeugbatterie gespeicherte Energie wieder ins Stromnetz zurückgespeist werden kann.

Motorsteuerung: Der CoolGaN BDS eignet sich ideal für den Einsatz in Stromquellen-Wechselrichtern (Current Source Inverters; CSI) für industrielle Motorantriebe. Im Vergleich zu herkömmlichen Spannungsquellen-Wechselrichtern (VSI) bieten CSIs folgende Vorteile:

• Erzeugung einer sinusförmigen Ausgangsspannung, die längere Kabelwege, geringere Verluste und eine verbesserte Fehlertoleranz ermöglicht
• Ersatz des DC-Zwischenkreiskondensators durch eine Induktivität, was die Hochtemperaturbeständigkeit verbessert und den Kurzschlussschutz erhöht
• Höherer Wirkungsgrad bei Teillast, geringere EMI, integrierte Buck-Boost-Funktion für Spannungsschwankungen sowie gute Skalierbarkeit für den Parallelbetrieb

Diese Merkmale machen CSIs zu einer robusteren und effizienteren Alternative für industrielle Motoranwendungen.

KI-Rechenzentren: Im Bereich der Stromversorgung für KI-Server ermöglichen bidirektionale Schalter wie CoolGaN höhere Schaltfrequenzen und Leistungsdichten in Architekturen wie Vienna-Gleichrichtern und H4-PFCs. Ein einziger CoolGaN-BDS kann zwei herkömmliche Schalter ersetzen, wodurch die Anzahl der benötigten Bauteile, die Kosten, die Größe und die Gesamtverluste reduziert werden.

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