Industrieelektronik Effizienter schalten

Hohe Effizienz und kurze Systementwicklungszeiten - darauf kommt es in den meisten Anwendungen für MOSFETs an. Mit der 600V-CoolMOS-P6-Produktfamilie zielt Infineon genau auf diesen Bereich ab und schließt damit die Lücke zwischen maximaler Leistung, wie sie die CoolMOS-CP-Familie bietet und einfacher Handhabung wie bei CoolMOS C6 oder E6.Basierend auf der Superjunction-Technologie, zeichnet sich die P6-Familie durch eine Kombination aus extrem niedrigem EinschaltwiderstandRds(on),hoher Robustheit sowie schneller und gut kontrollierbarer Schaltgeschwindigkeit aus, ohne dabei auf Nutzerfreundlichkeit und Effizienz zu verzichten. Dabei eignet sich die P6-Familie sowohl für hart als auch für weich schaltende PFC(Power FactorCorrection)- und PWM(Pulse-Width Modulation)-Topologien, wie man sie beispielsweise in Servern, Telekommunikationsgleichrichtern, PC-Stromversorgungen und Spielekonsolen vorfindet.

Geringe Gate-Ladung

Eine der wichtigsten Verbesserungen bei CoolMOS P6 ist die geringe Gate-Ladung. Vor allem bei niedrigen Lasten führt sie zu einem verbesserten Wirkungsgrad. Im Vergleich zum E6 ist die Gate-Ladung beim P6 um 30 Prozent geringer, daher lässt sich der P6 auch sehr schnell schalten. Die Strombelastbarkeit der Treiberschaltung für den P6 wird über den gesamten Rds(on)-Bereich reduziert.

Höhere Schwellenspannung

In resonanten Topologien wie LLC und ZVS ist es möglich, den Einschaltverlust zu eliminieren, aber der Ausschaltverlust macht nach wie vor einen großen Teil der Gesamtverlust-Betrachtung aus. Eine höhere Schwellenspannung ermöglicht es, den MOSFET schneller auszuschalten, was zu einer höheren Effizienz führt. Die Schaltverluste verringern sich und ermöglichen einen hohen Wirkungsgrad. Dieses frühe und effiziente Ausschaltverhalten kommt vor allem in weich schaltenden Anwendungen zum Tragen.

Integrierte Gate-Widerstände

Der CoolMOS P6 verfügt über einen integrierten Gate-Widerstand, um eine selbstbegrenzende Charakteristik beim Spannungsanstieg di/dt und dv/dt zu erzielen. Dieser integrierte kleine Gate-Widerstand erlaubt ein schnelles Ein- und Ausschalten bei normalem Betriebsstrom, beschränkt aber di/dt und dv/dt bei außergewöhnlichen Bedingungen. Die Werte des integrierten Gate-Widerstands entsprechen der Gate-Spannung.So lässt sich eine maximale Effizienz erzielen, ohne gleichzeitig auf einfache Handhabbarkeit und Kontrollierbarkeit verzichten zu müssen. Der im Vergleich zu bisherigen Technologien steilere Spannungsanstieg (dv/dt) von 50 auf 100 V/ns garantiert hohe Robustheit und bessere Schalteffizienz. Mit den CoolMOS-MOSFETs der P6-Familie lassen sich niedrige Leistungsverluste und Schaltverluste erreichen. Entwickler erzielen damit in ihren Leistungswandlern hohe Effizienz und hohe Leistungsdichte bei gleichzeitig geringer Wärmeentwicklung. Die P6-MOSFETs bieten ein gut kontrollierbares Schaltverhalten vor allem bei Spannungsspitzen.