MOSFET CoolSiC™ 2e génération

Efficacité énergétique pour chaque watt de puissance traité

Les pertes de puissance sont un problème important. Découvrez comment la nouvelle technologie de tranchée du MOSFET CoolSiC™ G2 améliore la distribution d’énergie dans les topologies courantes utilisées dans les schémas d’alimentation AC/DC, DC/DC, DC/AC. Les facteurs de mérite clés pour le fonctionnement des MOSFET à commutation dure et douce sont améliorés de plus de 20 % par rapport à la génération précédente. La capacité de commutation rapide, c’est-à-dire la signature des MOSFET SiC, est en outre améliorée de plus de 30 %. Par conséquent, le modèle G2 fonctionne avec des pertes de puissance plus faibles dans tous les modes de fonctionnement des onduleurs photovoltaïques, des installations de stockage d’énergie, de la recharge de véhicules électriques, des onduleurs et plus encore. Prenons l’exemple des schémas d’alimentation triphasés. Par rapport à la génération précédente, le CoolSiC™ G2 1 200V fonctionne avec 5 à 30 % de pertes de puissance en moins en fonction de l’état de charge, permettant des économies d’énergie pour chaque watt traité sur le terrain.

De nouvelles avancées au niveau de la technologie unique d’interconnexion .XT d’Infineon (p. ex. dans les boîtiers discrets TO-263-7 et TO-247-4) permettent de surmonter le défi commun d’améliorer les performances des puces à semi-conducteurs tout en conservant leur capacité thermique. La capacité thermique est désormais améliorée à 12 % pour cette nouvelle génération, ce qui porte les facteurs de mérite de la puce à un nouveau niveau de performance pour le carbure de silicium.

Placer la barre plus haut en termes de puissance dans un format donné

Combiner le meilleur du SiC : de faibles pertes de puissance dans des formats réduits. Plus la résistance à l’état passant d’un MOSFET SiC est faible, plus les pertes par conduction sont faibles, ce qui permet une plus grande efficacité énergétique, une plus grande densité de puissance et une réduction du nombre de composants. Les gammes de MOSFET CoolSiC™ G2 proposent le Rds(on) le plus bas du marché des MOSFET SiC. L’introduction des meilleurs produits de leur catégorie dans les boîtiers SMD rend les valeurs nominales de 7mOhm avec 650V et de 8mOhm avec 1 200V disponibles avec le format TO263-7. Amélioration de l’interconnexion des boîtiers avec . XT se traduit par moins de résistance thermique, plus de puissance de sortie et une température de fonctionnement plus basse. La puissance qui peut être fournie par un format SMD est augmentée de plus de 60 % et place la barre plus haut pour la densité de puissance possible dans les schémas de conversion de puissance.

Établir une nouvelle norme pour l’utilisation des performances du SiC

Maximiser chaque euro investi dans le SiC. Explorez une série de nouvelles caractéristiques de robustesse dans les produits MOSFET CoolSiC™ G2 pour atteindre les meilleures performances lors d’une utilisation à long terme sur le terrain. Le concepteur du système peut désormais bénéficier d’une spécification avec une résistance à l’état passant maximale à 150°C au niveau des portefeuilles de 1 200V. La capacité du MOSFET SiC peut être pleinement utilisée lorsqu’aucune marge supplémentaire due à l’incertitude des distributions ne doit être prise en compte à des températures élevées pendant le fonctionnement nominal. Le fonctionnement en surcharge jusqu’à une température de jonction virtuelle de 200°C est inclus dans les fiches techniques du MOSFET CoolSiC™ G2 1 200V et introduit pour la première fois dans le boîtier TO-263-7. Pour faire face à des événements de surcharge provenant, par exemple, des fluctuations du réseau, le concepteur du système peut concevoir pour des courants de sortie plus élevés par rapport à la génération précédente ou réduire les efforts de refroidissement. La robustesse aux avalanches spécifiée au niveau de la fiche technique facilite encore l’effort de conception du système pour de tels événements de surintensité. Une forte immunité contre les événements d’allumage indésirables, un fonctionnement robuste de la diode du corps lors d’une commutation dure et une capacité de court-circuit sont pris en charge par les spécifications des produits MOSFET CoolSiC™ G2.

Le modèle CoolSiC™ est un autre excellent exemple du leadership d’Infineon en matière de qualité

Tous les dispositifs d’alimentation modernes en silicium sont basés sur des tranchées et ont remplacé les technologies planaires, alors qu’en est-il du carbure de silicium ? Pour le SiC, il existe de nombreuses similitudes avec l’évolution de la technologie de MOSFET de puissance en silicium en ce qui concerne les avantages de performance avec la conception de tranchées. Il existe un autre avantage frappant, en plus de la conception de tranchées avec le SiC, à savoir la fiabilité. Les interfaces verticales présentent une densité de défauts nettement inférieure à celle des interfaces latérales dans les matériaux SiC. Cela ouvre un nouveau potentiel d’optimisation pour faire correspondre les caractéristiques de performance et de robustesse avec la fiabilité. La fiabilité est à la base de tout développement de dispositif d’alimentation chez Infineon et la technologie de tranchée des MOSFET CoolSiC™ G2 maintient la fiabilité élevée des modèles G1. Les données DPM (défauts par million) basées sur tous les MOSFET CoolSiC™ G1 vendus, discrets et modules de qualité industrielle, montrent que les retours de produits pour le SiC sont même inférieurs à ceux des interrupteurs d’alimentation à base de silicium, une technologie très mature. Infineon a également été pionnier dans les tests de durée de vie des applications et certains tests sont aujourd’hui inclus dans la norme JEDEC. La conception du MOSFET à tranchée CoolSiC™ favorise la compétitivité durable en matière d’efficacité énergétique, aujourd’hui et à l’avenir