Leistungswandler sind eine Schlüsselkomponente für die Elektrifizierung des Verkehrssektors, der erneuerbaren Energien und des Industriemarktes. In der Elektromobilität (E-Mobilität) besteht die Hauptanwendung von Leistungswandlern (z. B. Traktionswechselrichtern) in der effizienten Umwandlung der in der Hochvoltbatterie von Elektrofahrzeugen (EVs) gespeicherten Energie zur Versorgung des Wechselstrommotors. Es gibt viele weitere Anwendungen für Leistungswandler in EVs (siehe Abbildung), darunter das Onboard-Ladegerät, das die zentrale Verbindung zwischen Fahrzeug und Stromnetz darstellt.
Um Fortschritte im Design von Leistungswandlern zu ermöglichen, werden neue Technologien auf Basis von Halbleitern mit großem Bandabstand (WBG) kommerzialisiert. Diese Technologien bieten Verbesserungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Spannung und thermischem Verhalten, was zu einer höheren Effizienz bei gleichzeitig reduziertem Gewicht und geringerer Größe führt.
Die Entwicklung dieser Hochleistungs-Leistungswandler ist jedoch komplex, was Innovationen im Bereich der Elektrofahrzeuge (EVs) bremst.
Um eine zuverlässige und konsistente Charakterisierung von WBG-Halbleitern zu gewährleisten, hat Keysight die Plattform PD1500A für die dynamische Analyse von Leistungshalbleitern entwickelt. Diese modulare Plattform ermöglicht die Charakterisierung von Siliziumkarbid- (SiC) und Silizium- (Si) Leistungshalbleitern. Mit dem kundenspezifisch entwickelten GaN-Testsystem steht Kunden nun dieselbe zuverlässige und reproduzierbare Charakterisierung auch für diese Hochgeschwindigkeits-Schaltbauelemente zur Verfügung.
Aktuell konzentriert sich die GaN-Technologie auf interne Ladegeräte und DC/DC-Wandler in Elektrofahrzeugen. Mit dem Aufkommen vertikaler GaN-Bauelemente wird jedoch erwartet, dass die Betriebsspannungen Werte erreichen, die denen von SiC-Bauelementen ähneln (1,2 kV und mehr). Dadurch wird die GaN-Technologie zu einem potenziellen Kandidaten für leistungsstärkere Anwendungen in der Elektromobilität.
Die Messtechnik von Keysight bietet eine kommerziell verfügbare Lösung für die zuverlässige und wiederholbare Charakterisierung von GaN-Leistungsbauelementen und beschleunigt so die Fähigkeit von OEMs und Tier-1-Zulieferern, wettbewerbsfähige Elektrofahrzeuge auf den Markt zu bringen.
