Das SiC-CUBE Proof-of-Concept, das im High-Voltage-Labor von Toshiba in Düsseldorf entwickelt wurde, soll die Umsetzung von Stromversorgungssystemen mittels Modularität beschleunigen. Das Totem-Pole-System zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC) unterstützt einen Drei-Phasen-Betrieb mit 22 kW. Es basiert auf der neuesten Wide-Bandgap-(WBG-)Technologie des Unternehmens, die SiC-MOSFETs der dritten Generation, sowie Schottky-Barrier-Dioden und Smart-Gate-Treiber. Durch diese eng aufeinander abgestimmten Komponenten steht eine optimierte PFC-Referenzdesign-Plattform bereit, mit der sich hocheffiziente Leistungselektroniksysteme entwickeln lassen. Die Bridge-Leg-Boards sowie die Induktivitäts- und Kondensator-Boards sind alle über einzelne Steckplätze des Backbone-Boards mit einem TMPM4K-Mikrocontroller-Board verbunden. Durch 3D-Stacking wird eine sehr kompakte Bauform erreicht.
Der SiC-CUBE erreicht eine hohe Leistungsdichte und kompakte Abmessungen mit 140 mm x 140 mm x 210 mm (und wird dann an einem Kühlkörper befestigt). Der Multi-Level Ansatz der Bridge-Leg-Boards erlaubt den Einsatz von 650 V-MOSFETs anstelle von 1.200 V-MOSFETs und ermöglicht somit eine kostengünstigere modulare PFC-Implementierung als andere Lösungen. Darüber hinaus wird durch die Multi-Level Implementierung der Spannungshub über jedem MOSFET reduziert, was die Leistungsverluste minimiert. Die Kombination aus DC/DC-Wandler-Hardware und PFC ergibt eine Off-Board-Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, während das Hinzufügen von Wechselrichter-Hardware den Anforderungen bei der Erzeugung erneuerbarer Energien gerecht wird.
Neben dem SiC-CUBE wird auch ein mehrachsiger Roboterarm demonstriert. Dieser ist ebenfalls mit einer TMPM4K-Motorsteuerungs-MCU von Toshiba (und der dazugehörigen Software) ausgestattet, was reibungslose, hochpräzise FOC-basierte Bewegungen ermöglicht. Dabei werden drei Motoren gleichzeitig angesteuert. Zudem kommen modernste MOSFETs, Optokoppler und Spannungsregler zum Einsatz.
Am Stand stehen Mitarbeiter von Toshiba den Besuchern zur Verfügung, um deren Stromversorgungsanwendungen (von E-Mobilität, industriellen Motorantrieben und Robotik bis hin zu Solaranlagen) zu besprechen und die besten Lösungen für ihre Anforderungen zu finden.
Mehrere Mitarbeiter von Toshiba nehmen auch am Konferenzprogramm teil und halten Vorträge zu Themen rund um die Leistungselektronik, darunter:
Dienstag, 9. Mai – Entwicklung eines Ag-freien Aktivmetall-Lötzinns für die Herstellung von Kupfer-Si3N4-Substraten
Dienstag, 9. Mai – Stromregelbarer Gate-Treiber-IC mit geringerer Ausbreitungsverzögerung für Hochgeschwindigkeits-Leistungstransistoren
Dienstag, 9. Mai – Multi-Level SiC-Leistungselektronik-Design für PFC und DC/DC-Wandler
Donnerstag, 11. Mai – Neuartiges 2.200 V Embedded-SiC-MOSFET Modul mit Schottky-Barrier-Diode
Donnerstag, 11. Mai – Mixed-Signal Gate-Treiber-ICs und Ansteuerung moderner Leistungshalbleiterbauelemente
