IGBT ibrido basato su SiC e circuiti per il pilotaggio

ON Semiconductor (www.onsemi.com) presenta un nuovo IGBT ibrido basato su carburo di silicio (SiC) e gli associati circuiti per il pilotaggio del gate dell’IGBT ad alta corrente.

Il modello AFGHL50T65SQDC è formato da un IGBT realizzato con la più recente tecnologia Field-Stop e da un diodo Schottky realizzato in carburo di silicio (SiC) per garantire basse perdite di conduzione e di commutazione in numerose applicazioni di potenza, comprese quelle caratterizzate da ridotte perdite durante la fase di recupero inverso, come ad esempio i circuiti PFC (Poter Factor Correction) di tipo BTP (Bridgeless Totem Pole) e gli inverter.

Il dispositivo integra in un unico package un IGBT realizzato in silicio e un diodo a barriera Schottky basato su SiC: si tratta di un compromesso ottimale tra le soluzioni implementate interamente in silicio, caratterizzate da prestazioni inferiori, e quelle basate interamente sul carburo di silicio che hanno un costo decisamente superiore. Esso può operare con una tensione nominale di 650 V ed è in grado di gestire correnti continue fino a 100 A a 25 °C (50 A a 100 °C), oltre a correnti di tipo impulsivo fino a 200 A. Per sistemi che richiedono una maggiore capacità di corrente, grazie al coefficiente di temperatura positivo, è possibile implementare in modo semplice e pratico il funzionamento in parallelo.

I moderni veicoli elettrici non utilizzano l’energia solamente per viaggiare ma, in certi casi, immagazzinano l’energia che potrebbe essere utilizzata per alimentare un’abitazione nelle ore di picco. Ciò richiede un caricabatteria bidirezionale che deve essere caratterizzato da un’elevata efficienza in fase di commutazione per evitare che venga sprecata energia nel corso del trasferimento. In questo caso, l’IGBT con un diodo SiC esterno risulta molto più efficiente rispetto a una soluzione basata su MOSFET grazie all’assenza delle perdite di recupero inverso e diretto associate. Il dispositivo AFGHL50T65SQDC può operare con temperature di giunzione fino a 175°C ed è quindi adatto all’uso nelle applicazioni di potenza più impegnative, comprese quelle automotive. La conformità alle specifiche AEC-Q101 permette l’uso di questo dispositivo nei caricabatterie presenti sui veicoli elettrici (EV) e su quelli ibridi (HEV).

Oltre al nuovo IGBT ibrido, all’ultima edizione di PCIM Europe, ON Semiconductor ha presentato una nuova gamma di circuiti di pilotaggio (driver) di IGBT ad alta corrente isolati. I dispositivi della serie NCD(V)57000 sono destinati all’uso in una vasta gamma di applicazioni di potenza tra cui inverter fotovoltaici, azionamenti per motori, sistemi UPS (Uninterruptible Power System), oltre che nel settore automotive in applicazioni quali gruppo propulsore/trasmissione e riscaldatori PTC.

I componenti la serie NCD(V)57000 sono circuiti per il pilotaggio di IGBT a canale singolo ad elevata corrente con isolamento di sicurezza galvanico interno espressamente ideati per garantire un’elevata efficienza di funzionamento nelle applicazioni di potenza che richiedono un alto grado di affidabilità. Tra le caratteristiche di maggior rilievo di questi dispositivi si possono annoverare: ingressi complementari, uscite open drain che indicano il verificarsi di un guasto (FAULT) e uscite che indicano il corretto funzionamento (READY), circuito di aggancio di Miller attivo, accurato blocco in presenza di sottotensioni (UVLO), protezione DESAT (contro la desaturazione) con spegnimento graduale, pin per l’applicazione di una tensione di gate negativa e uscite di pilotaggio in alta (VOH) e bassa (VLO) tensione per garantire una maggiore flessibilità in fase di progetto del sistema.

L’isolamento galvanico è garantito per tensioni maggiori di 5 kVrms come richiesto dalle normative UL1577, la tensione di lavoro è superiore a 1200 V mentre la distanza di creepage garantita è di 8 mm (ingresso > uscita) in modo da soddisfare i requisiti previsti per l’isolamento di sicurezza rinforzato. I componenti la famiglia NCD(V)57000 possono erogare una corrente di pilotaggio di 7,8 A e assorbire una corrente di 7,1 A, valori fino a 3 volte superiori rispetto a quelli di analoghi dispositivi presenti sul mercato. Essi inoltre, sono caratterizzati da una maggiore capacità di corrente mentre operano nel plateau di Miller: tale caratteristica, abbinata alle avanzate caratteristiche di protezione, fanno di questi nuovi dispositivi i migliori circuiti di pilotaggio di IGBT al momento disponibili.