Melexis MLX91299-snubber verhoogt betrouwbaarheid en efficiëntie van SiC-modules

Melexis kondigt de MLX91299 aan, een nieuwe siliciumgebaseerde RC-snubber die is ontworpen om de prestaties van siliciumcarbide (SiC) vermogensmodules te verbeteren. Deze snubber is gebaseerd op de expertise van het bedrijf op het gebied van motorregeling en stroomdetectie en biedt een hoge mate van integratie. De snubber ondersteunt industriële en automotive hoge-spanning vermogensapplicaties. De module helpt ingenieurs om spanningspieken en oscillaties te verminderen en zo de systeembetrouwbaarheid en efficiëntie te verbeteren.

De groeiende populariteit van SiC-vermogensmodules voor automotive en industriële toepassingen is het gevolg van de toenemende vraag naar zeer efficiënte, hoge-spanning vermogensmodules. SiC-componenten werken met hoge schakelsnelheden en hoge spanningen en zijn daardoor inherent gevoelig voor spanningspieken, hoogfrequente oscillaties en parasitaire effecten. Deze aspecten kunnen leiden tot lekstromen in de motorsystemen, lokale verhitting en elektrische stress, wat een aanzienlijke invloed heeft op de betrouwbaarheid van de module en de efficiëntie van het systeem. Door een RC-snubber te integreren worden deze effecten beperkt. Uit eerste metingen van Melexis blijkt dat de RC-snubber de schakelverliezen met wel 50% kan verminderen. Dit draagt bij aan een verbeterde systeemefficiëntie, geoptimaliseerde vermogensdichtheid, beter thermisch beheer en lagere BOM-kosten.

De RC-snubber van Melexis is een op silicium gebaseerde beveiligingsapparaat dat zowel een weerstand als een condensator integreert in een compacte vorm en bescherming biedt tegen hoge-spanning transiënten. Hij is ontworpen voor naadloze assemblage in hoge-spanning modules en voorziet in standaard integratiebenaderingen die compatibel zijn met SiC-componenten. Het materiaal en de vormfactor maken een nauwkeurige integratie mogelijk met bestaande ontwerpen van voedingsmodules, wat de produceerbaarheid verbetert, de assemblagecomplexiteit vermindert en consistente prestaties voor alle componenten garandeert.

Functioneel gezien vermindert de RC-snubber de effecten van de extreem snelle schakelovergangen die mogelijk zijn met wide-bandgap halfgeleiders als SiC. Denk daarbij aan spanningspieken en parasitaire oscillaties. Verder verbetert de snubber de elektromagnetische compatibiliteit (EMC). Dit alles voorkomt lokale spanningspieken die de SiC-gebaseerde apparaten kunnen belasten, waardoor langdurige betrouwbaarheid bij hogere schakelfrequenties mogelijk is. Door de compacte integratie in voedingsmodules, met metallisatie aan de achterzijde die compatibel is met sinter- en soldeerprocessen, kan de snubber gebruik maken van dezelfde kanalen voor thermische dissipatie als de SiC-componenten. Hierdoor worden thermische hotspots tot een minimum beperkt en kan de module zelfs bij SiC-junctietemperaturen tot 200 °C consistent blijven presteren.

Met een doorslagspanning van >1500 V is de snubber geschikt voor tractie-omvormers, onboard laders, DC/DC-omvormers en andere hoge-spanning automotive en industriële toepassingen. Het ontwerp met de snubber kan de eisen voor koeling en gebruikte materialen verminderen door de warmtedissipatie voor een bepaald vermogen te verlagen. Een andere benadering is het mogelijk maken van een hogere vermogensdichtheid binnen hetzelfde thermische budget en minder transistoren te gebruiken om hetzelfde vermogen te bereiken. Dit met handhaving van de elektrische en thermische prestaties.

www.melexis.com