Добро пожаловать в Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.

Infineon 1EDI3033AS — одноканальный высоковольтный драйвер затвора для автомобильной электроники, предназначенный для MOSFET из карбида кремния

Компания Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., являющаяся ведущим поставщиком электронных компонентов в Китае, на протяжении длительного времени стабильно поставляет одноканальные высоковольтные драйверы затвора Infineon 1EDI3033AS автомобильного класса, которые представляют собой идеальное решение для приложений SiC MOSFET.

Обзор драйвера затвора 1EDI3033AS

Infineon 1EDI3033AS — это высокопроизводительный одноканальный изолированный драйвер затвора, специально разработанный для MOSFET из карбида кремния (SiC). Он использует передовую технологию изоляции без сердечника трансформатора (CT) и обеспечивает безопасный и надежный сигнал управления для высоковольтных силовых переключателей. Это устройство соответствует стандарту автомобильной сертификации AEC-Q100 и способно стабильно работать в жестких условиях автомобильной электроники, что делает его идеальным выбором для применения в электрических приводных системах новых транспортных средств, бортовых зарядных устройствах (OBC) и преобразователях постоянного тока в постоянный ток (DC-DC).

1EDI3033AS имеет изоляционное напряжение до 5 кВрмс и пиковый ток управления ±10 А, что позволяет быстро переключать SiC MOSFET, в полной мере используя его преимущества в виде высокой частоты и высокой эффективности. По сравнению с традиционными схемами изоляции на основе оптопары или импульсного трансформатора, в 1EDI3033AS используется технология трансформатора без сердечника, которая обеспечивает меньшую задержку распространения (типичное значение 25 нс) и более высокую устойчивость к синфазным переходным процессам (CMTI>150 кВ/мкс), что гарантирует стабильную работу системы в условиях высокого уровня шума.

Основные технические характеристики 1EDI3033AS

Гейт-драйвер Infineon 1EDI3033AS объединяет в себе ряд инновационных технологий, что дает ему значительные преимущества в области драйверов SiC MOSFET. Устройство имеет компактный корпус DSO-8 размером всего 5 мм × 6,1 мм, что делает его идеальным для автомобильных электронных приложений с ограниченным пространством. Он имеет широкий диапазон рабочих напряжений от 15 В до 30 В, совместим с различными системами питания и обеспечивает защиту от пониженного напряжения (UVLO), что гарантирует отсутствие сбоев в работе драйвера при аномальных условиях напряжения.

Что касается драйверных характеристик, 1EDI3033AS обеспечивает пиковый выходной ток ±10 А, что позволяет быстро заряжать и разряжать затворную емкость SiC MOSFET и достигать скорости переключения на уровне нс. Эта характеристика имеет решающее значение для полного использования преимуществ SiC-устройств в области высоких частот, позволяя эффективно снизить потери при переключении и повысить эффективность системы. Внутри драйвера интегрирована функция активного зажима Миллера, которая предотвращает ошибочное включение SiC MOSFET в условиях высокого dv/dt из-за эффекта Миллера, что значительно повышает надежность системы.

Еще одной важной особенностью 1EDI3033AS является его изоляционная способность. В этом устройстве используется запатентованная Infineon технология трансформаторов без сердечника, которая обеспечивает усиленную изоляцию 5 кВрмс (в соответствии со стандартом UL1577) и устойчивость к синфазным переходным процессам (CMTI) >150 кВ/мкс. Такая высокая степень изоляции особенно важна для высоковольтных систем (например, платформ электромобилей 800 В), поскольку она эффективно предотвращает помехи между высоковольтными и низковольтными цепями и обеспечивает стабильную работу системы в экстремальных условиях эксплуатации.

1EDI3033AS также обладает полным набором защитных функций, включая блокировку пониженного напряжения (UVLO), защиту от перегрева и защиту от короткого замыкания. Эти защитные механизмы срабатывают при возникновении нештатных ситуаций в системе, предотвращая повреждение SiC MOSFET из-за перенапряжения, перегрузки по току или перегрева. Диапазон рабочих температур драйвера составляет от -40 °C до +125 °C, что полностью соответствует требованиям автомобильной электроники.

1EDI3033AS идеально подходит для MOSFET из карбида кремния

Комбинация драйвера затвора Infineon 1EDI3033AS и MOSFET из карбида кремния (CoolSiC™) представляет собой передовую технологию в области силовой электроники. MOSFET SiC имеет более высокую частоту переключения, более низкие потери в проводимом состоянии и более высокую рабочую температуру по сравнению с традиционными IGBT на основе кремния, но для полного использования этих преимуществ необходимо использовать специально оптимизированный драйвер затвора.

1EDI3033AS специально оптимизирован для особых требований к драйверам SiC MOSFET. Устройства SiC обычно требуют высокого напряжения драйвера затвора (обычно от +18 В/-3 В до +20 В/-5 В) для обеспечения полного включения и надежного отключения, и регулируемый уровень выхода 1EDI3033AS идеально соответствует этому требованию. Кроме того, оксидный слой затвора SiC MOSFET более чувствителен к напряжению, а точное управление напряжением затвора, обеспечиваемое 1EDI3033AS, позволяет эффективно продлить срок службы устройства.

Что касается характеристик переключения, комбинация 1EDI3033AS и SiC MOSFET позволяет достичь скорости переключения на уровне нс, что значительно снижает потери при переключении. Данные реальных измерений показывают, что при использовании модуля 1200 В CoolSiC™ MOSFET с драйвером 1EDI3033AS потери при переключении снижаются более чем на 50 % по сравнению с традиционными IGBT на основе кремния, а эффективность системы повышается на 3-5 %. Для высокомощных приложений, таких как электрические приводные системы электромобилей, это означает значительную экономию энергии и увеличение запаса хода.

Тепловое управление также является ключевым фактором при применении SiC. 1EDI3033AS поддерживает работу в условиях высоких температур до 175 °C, что идеально соответствует высокотемпературным характеристикам CoolSiC™ MOSFET. Такая совместимость с высокими температурами позволяет использовать в системе более компактные радиаторы или конструкции с более высокой плотностью мощности, что способствует уменьшению габаритов и веса системы и особенно подходит для автомобильных электронных приложений с ограниченным пространством.

Применение 1EDI3033AS в новых энергетических транспортных средствах

Новые энергетические транспортные средства являются одной из важнейших областей применения драйвера затвора 1EDI3033AS. С развитием электромобилей в направлении высоковольтных платформ 800 В, силовые устройства из карбида кремния становятся предпочтительным выбором для электрических приводных систем благодаря своим высоковольтным, высокотемпературным и высокочастотным характеристикам, а 1EDI3033AS, как драйвер, специально разработанный для SiC MOSFET, играет ключевую роль в этой трансформации.

В приложениях с главным инвертором 1EDI3033AS используется для управления силовыми модулями CoolSiC™ MOSFET, обеспечивая эффективное преобразование постоянного тока от батареи в переменный ток для двигателя. По сравнению с традиционными кремниевыми решениями, эффективность SiC-инверторов может быть повышена на 3-5%, что означает увеличение запаса хода электромобилей на 5-8% при той же емкости аккумулятора. Высокая мощность привода и быстрая реакция 1EDI3033AS обеспечивают высокоскоростное переключение SiC MOSFET, а его мощные защитные функции повышают надежность системы, отвечая строгим требованиям автомобильной электроники.

Автомобильный зарядное устройство (OBC) — еще одно важное применение. 1EDI3033AS, управляющий SiC MOSFET, обеспечивает более высокую плотность мощности и более эффективное преобразование переменного тока в постоянный, поддерживая зарядку автомобиля мощностью 11 кВт и даже 22 кВт. Его компактный размер корпуса особенно подходит для автомобильной электроники с ограниченным пространством, а высокое напряжение изоляции обеспечивает безопасную изоляцию высоковольтной и низковольтной сторон в соответствии с требованиями безопасности автомобильной электроники.

В преобразователях постоянного тока в постоянный ток комбинация 1EDI3033AS и SiC MOSFET позволяет достичь частоты переключения в мегагерцах, что значительно уменьшает размер и вес пассивных компонентов (таких как индуктивность и емкость). Это особенно важно для преобразования напряжения 800 В-400 В или 800 В-12 В в электромобилях, что помогает снизить вес автомобиля и повысить энергоэффективность.

Применение 1EDI3033AS в промышленности и в области возобновляемых источников энергии

Помимо новых транспортных средств, драйвер затвора Infineon 1EDI3033AS широко применяется в промышленной автоматизации и в области возобновляемых источников энергии. С продвижением Индустрии 4.0 и энергетической трансформации растет спрос на эффективные и надежные решения в области силовой электроники, и комбинация 1EDI3033AS и SiC MOSFET становится технологическим эталоном в этих областях.

В области приводов промышленных двигателей SiC MOSFET с драйвером 1EDI3033AS обеспечивают эффективность инвертора до 98%, поддерживают частоту переключения 50-100 кГц и значительно уменьшают размеры выходного фильтра. Это особенно важно для приложений с высокими динамическими характеристиками, таких как сервоприводы, преобразователи частоты и роботы, поскольку позволяет повысить скорость отклика системы и точность управления. Высокая устойчивость 1EDI3033AS к помехам также делает его идеальным решением для проблем электромагнитных помех (EMI), часто встречающихся в промышленных условиях.

Фотоэлектрические инверторы являются еще одним важным применением. Инверторы с последовательным подключением, управляемые 1EDI3033AS, могут достигать эффективности 99%, что на 1,5-2% выше, чем у традиционных кремниевых решений, при этом их размер уменьшается на 30%. Высокотемпературные рабочие характеристики 1EDI3033AS позволяют ему адаптироваться к суровым изменениям температуры окружающей среды в наружных фотоэлектрических системах, а высокое напряжение изоляции обеспечивает безопасность системы на стороне высокого напряжения постоянного тока.

В области питания центров обработки данных комбинация 1EDI3033AS и SiC MOSFET позволяет достичь эффективности более 96% в источниках питания серверов с плотностью мощности 100 Вт/дюйм³ и выше, что значительно снижает энергопотребление и потребность в охлаждении центров обработки данных. Быстрое переключение 1EDI3033AS способствует реализации высокочастотных резонансных преобразователей LLC, уменьшению размеров трансформаторов и фильтрующих элементов, что удовлетворяет потребности центров обработки данных в источниках питания с высокой плотностью мощности.