Angesichts des weltweit steigenden Energieverbrauchs haben Energiesparmaßnahmen globale Priorität. Allein Motoren und Netzteile verbrauchen schätzungsweise 97 % des weltweiten Stromverbrauchs. Um in diesen Systemen eine höhere Effizienz zu erzielen, wird der Einsatz von Breitbandbauelementen wie SiC und GaN immer wichtiger.
ROHM nutzt seine Expertise in der Entwicklung isolierter Gate-Treiber-ICs für Silizium-Halbleiter und SiC-Bauelemente und hat diesen neuen integrierten Schaltkreis als ersten einer Reihe isolierter Gate-Treiber-Lösungen für GaN-Bauelemente vorgestellt. Eine zuverlässige Signalübertragung wird durch die Trennung des Bauelements von der Steuerschaltung während Schaltvorgängen mit schnellen Spannungsanstiegs- und -abfallzyklen erreicht.
Der BM6GD11BFJ-LB nutzt eine proprietäre On-Chip-Isolationstechnologie zur Reduzierung parasitärer Kapazitäten und ermöglicht so einen Hochfrequenzbetrieb bis zu 2 MHz. Dies maximiert die Hochfrequenz-Schaltleistung von GaN-Bauelementen und trägt nicht nur zu höherer Energieeffizienz und Leistung in Anwendungen bei, sondern reduziert auch den Platzbedarf durch die Minimierung der Größe peripherer Komponenten.
Gleichzeitig wurde die Gleichtakt-Impulsfestigkeit (CMTI, ein Indikator für die Störfestigkeit von rauschisolierten Gate-Treiber-ICs) auf 150 V/ns erhöht. Dieser Wert ist etwa 1,5-mal höher als bei herkömmlichen Produkten und verhindert Ausfälle aufgrund der für GaN-HEMT-Schaltungen typischen hohen Anstiegsgeschwindigkeiten. Die minimale Impulsbreite wurde auf nur 65 ns reduziert, 33 % weniger als bei herkömmlichen Produkten. Diese Leistungsverbesserungen ermöglichen einen stabilen und zuverlässigen Betrieb bei höheren Frequenzen und minimieren gleichzeitig die Leistungsverluste durch eine optimierte Tastverhältnissteuerung.
Mit einem Gate-Ansteuerspannungsbereich von 4,5 V bis 6,0 V und einer Isolationsspannung von 2500 Vrms ist der BM6GD11BFJ-LB für eine Vielzahl von Hochvolt-GaN-Bauelementen ausgelegt, darunter auch ROHMs neuer 650-V-HEMT EcoGaN™. Sein branchenführend niedriger Stromverbrauch am Ausgang von maximal 0,5 mA reduziert zudem den Standby-Stromverbrauch und verbessert so die Gesamteffizienz des Systems.
ROHM plant, zukünftig integrierte Gate-Treiberschaltungen zur Steuerung von mit diesen integrierten GaN-Bauelementen anzubieten, um die Anwendungsentwicklung zu vereinfachen.
EcoGaN™ ist eine eingetragene Marke der ROHM Co., Ltd.
Anwendungsbeispiele
– Industrielle Systeme: Stromversorgungen für Photovoltaik-Wechselrichter, Energiespeichersysteme (ESS), Kommunikationsbasisstationen, Server und Industriemotoren.
– Unterhaltungselektronik: Haushaltsgeräte, Netzteile (USB-Ladegeräte), PCs, Fernseher, Kühlschränke, Klimaanlagen.
Die Gleichtakt-Impulsfestigkeit (CMTI)
Parameter
für Gate-Treiber mit isoliertem Gate und beschreibt deren Fähigkeit, kurzzeitige, schnelle Spannungsänderungen zu tolerieren. Dies ist besonders wichtig bei der Ansteuerung von Bauelementen mit hoher Anstiegsgeschwindigkeit, wie z. B. GaN-HEMTs, bei denen schnelle Spannungsübergänge häufig auftreten. Ein Gate-Treiber mit hoher CMTI kann Bauelementschäden verhindern und das Risiko von Kurzschlüssen reduzieren.
