Benjamin Jackson von International Rectifier untersucht in seinem Beitrag „Performance to Value“ welche Möglichkeiten bestehen, um das Preis-Leistungsverhältniss von IGBTs und MOSFETs weiter zu verbessern. Als wenig aussichtsreich beurteilt er dabei die weitere Verkleinerung der Halbleiterstrukturen. Als einen gangbaren Weg sieht er dagegen die Optimierung der Gehäuse. Er zeigt anhand zweier Beispiel, was hier möglich ist.
In ihrem „Fast Switching Semiconductors, a Blessing or a Curse?“ überschriebenen Fachartikel untersuchen Raffael Schnell und Munaf Rahimo von ABB, wie die Schaltverluste bei schnell schaltenden Leistungshalbleitern reduziert werden können, um kleinere Leistungswandlermodule bauen zu können.
Nach einem historischen Umsatzsprung von 44% im Vorjahr gehen die Auguren des Marktforschungsinstituts IC Insights davon aus, dass die Umsätze mit Leistungstransistoren 2011 um 9% über denen von 2010 liegen werden und ein Niveau von 13,1 Mrd. US-Dollar erreichen werden. Den Schätzungen zufolge wird die Zahl der verkauften Transistoren dabei um 11% auf [...]
Weiterlesen... →Damit eine IGBT-Ansteuerung auch bei steigenden Packungsdichten und stark gestörter Umgebung sicher arbeitet, reichen konventionelle Schutzansätze nicht mehr aus, wie Johannes Krapp, Produktmanager bei Semikron, in seinem Beitrag aufzeigt. In der Einleitung beleuchtet er Störungsmechanismen. Wesentliche Ursache für Störungen sind die schnellen Strom- und Spannungsanstiegszeiten moderner IGBTs, die im Nanosekundenbereich liegen. Im Hauptteil geht der Autor darauf ein, warum auf die Koppelkapazität des Transformators, der die galvanische Isolation gewährleistet, geachtet werden muss: Über sie können fehlerhafte Signale eingekoppelt werden, die von schnellen Spannungsänderungen zwischen Kollektor und Emitter der IGBTs herrühren.
Nachdem Semikron vor vier Jahren 100% lotfreie Leistungshalbleitermodule vorgestellt hat, ist dem Nürnberger Unternehmen ein weiterer großer Entwicklungsschritt gelungen: Zukünftig wird es möglich sein, die bisher für die elektrische Verbindung der Leistungshalbeiter mit dem DCB-Substrat erforderlichen Bonddrähte durch eine neu entwickelte, flexible und mit Leiterbahnen versehene Folie zu ersetzen.
Dr. Arendt Wintrich, Application Manger bei Semikron, erklärt mit seinem englischsprachigen Beitrag „Comparing the Incomparable“ die Parameter von IGBT-Modulen, erläutert wie es zu Unterschieden zwischen den Datenblattangaben unterschiedlicher Hersteller kommen kann und gibt Hilfestellung für die Analyse der Daten bzw. für den Vergleich von IGBT-Modulen.
Eines der Hauptprobleme bei der Erhöhung der Schaltfrequenz von Leistungsmodulen sind parasitäre Induktivitäten, die sich insbesondere bei schnellen Schaltvorgängen negativ in Form von Überspannungen und Schaltverlusten bemerkbar machen. Um die parasitären Induktivitäten zu reduzieren, wurden bereits verschiedene komplexe Anordnungen des Gleichstrompfads mit Überlappung der Stromschienen untersucht. Die Autoren Michael Frisch und Temesi Ernö von Vincotech stellen in diesem Beitrag eine Variante vor, bei der mit einem niederohmigen sowie einem niederinduktivem Strompfad gearbeitet wird.
JR’s Urteil: Auch wenn dieser Beitrag schon mehrfach in ähnlicher Form veröffentlicht wurde, bleibt er aktuell und lesenswert. Er liefert Hintergrundinformationen zu parasitären (Streu-) Induktivitäten und wirksame Maßnahmen zu deren Reduktion.
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Das vor einigen Tagen erschienene Sonderheft der Elektronik Praxis bietet neben 28 Produktkurzmeldungen acht Fachbeiträge zu den folgenden Themen:
1. Robuste Power-Module für höhere Leistung und verbesserte Zuverlässigkeit
2. Digitaltechnik optimiert Netzteile auch bei geringen Lasten
3. Power Capacitor Chip als Leistungsspeicher für den Zwischenkreis
4. Leistungsdichte erhöht – Lebensdauer verdreifacht
5. SuperCaps als Alternative zu Sekundärbatterien
6. Isolationsverstärker schützen vor Überstrom und Überspannung
7. Vorteile des Power33-Gehäuses in Batterieschutzschaltungen
8. DC/DC-Wandler mit NexFET-Power-MOSFET erhöht den Wirkungsgrad
JR’s Urteil: Leider sind die Beiträge des Sonderhefts durchgängig sehr produktlastig. Für denjenigen, der gerade darüber nachdenkt, eine oder mehrere der vorgestellten Lösungen einzusetzen, bietet das Sonderheft aber einiges an Wissenswertem.
Weiterlesen... →gesehen im „Elektronik Journal“ Nr. 11, Seite 30, November 2010
Wie sich das Schaltverhalten schneller IGBTs optimieren lässt, um die dynamischen Verluste zu minimieren, zeigt Stefan Schuler von Semikron in seinem Beitrag anhand zahlreicher Formeln und einer Erläuterung der entscheidenden Parameter. Dabei beleuchtet er detailliert den Ausschaltvorgang eine Zwischenkreises und Halbbrücke mit Kurzschlussinduktivität. Besonders geht [...]
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