STMicro steigert Wirkungsgrad von Leistungs-Schaltanwendungen

Die neuen 650-V-IGBTs der M-Serie von STMicroelectronics bieten Designern eine ebenso schnelle wie erschwingliche Möglichkeit, den Wirkungsgrad von Antriebsmotoren in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, von unterbrechungsfreien Stromversorgungen, von PV-Wechselrichtern sowie von jeglichen Umrichter-Applikationen mit hart schaltenden Topologien und Schaltfrequenzen bis zu 20 kHz zu steigern. Die IGBTs der M-Serie werden mit der verlustarmen Trench-Gate Field-Stop-Technologie von ST hergestellt. Sie verfügen über ein neues Trench-Gate und eine speziell entwickelte vertikale PNP-Struktur, die gemeinsam einen optimalen Kompromiss zwischen Leitungs- und Abschaltverlusten ergeben und die allgemeine Leistungsfähigkeit der Bauelemente entscheidend steigern. Eine Kurzschlussfestigkeitszeit von mindestens 6 µs bei einer anfänglichen Sperrschichttemperatur von 150 °C sowie ein großer sicherer Arbeitsbereich (Safe Operating Area – SOA) sorgen für eine längere Lebensdauer und verbessern die Zuverlässigkeit in Anwendungen, in denen eine hohe Verlustleistung gefordert wird. Die Bauelemente sind darüber hinaus in Gehäusen erhältlich, die eine neue Generation von Freilaufdioden enthalten. Letztere sind für kurze Sperrverzögerungszeiten optimiert, zeichnen sich aber gleichzeitig durch einen geringen Spannungsabfall in Durchlassrichtung und eine hochgradig sanfte Charakteristik aus. Der positive Temperaturkoeffizient der Sättigungsspannung (VCE(sat)) und die geringe Exemplarstreuung vereinfachen außerdem die Parallelschaltung mehrerer Bausteine in Anwendungen mit höherem Leistungsbedarf. Einige wichtige Kenndaten der M-Serie:

• 650 V Betriebsspannung – verglichen mit 600 V bei den meisten konkurrierenden Bausteinen
• Der geringe VCE(sat)-Wert (1,55 V bei 25 °C) sorgt für minimale Leitungsverluste
• Herausragende Robustheit mit großem SOA und Latch-freiem Betrieb
• Industrieweit bestes Verhältnis zwischen Etot und Vce(sat)
• Maximale Betriebs-Sperrschichttemperatur: 175 °C
• Minimale Kurzschlussfestigkeitszeit von 6 µs bei hoher Temperatur
• Sehr begrenzte Spannungs-Überschwinger und keine Oszillationen beim Abschalten

Als Ergänzung der 650-V-IGBTs der HB-Serie für höherfrequente Industrie-Anwendungen bis 60 kHz wird die heute angekündigte M-Serie mit Nennströmen von 10 A und 30 A angeboten. Ferner besteht die Auswahl unter verschiedenen Power-Gehäusen wie zum Beispiel TO-220, D2PAK und TO-247 LL (Long-Lead). Die Massenfertigung aller Bausteine hat bereits begonnen. Die Preise beginnen bei 1,- US-Dollar für den 10-A-Baustein STGP10M65DF2 im TO-220-Gehäuse (ab 1.000 Stück).