Firmenblog über Infineon Gate-Treiber liefern: Automotive/GaN-HEMTs/SiC-MOSFETs/Level-Shift-Gate-Treiber

Versorgung von Infineon-Gate-Treibern: Automotive/GaN-HEMTs/SiC-MOSFETs/Level-Shift-Gate-Treiber

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.,Als führendes Unternehmen mit dreißigjähriger Erfahrung im Vertrieb elektronischer Komponenten nutzt es seine robuste Lieferkette und sein Qualitätssicherungssystem, um seinen Kunden Komplettlösungen von der Produktauswahl bis zur Lieferung zu bieten.

Liefervorteile von Mingjiada Electronics

Umfassender Lagerbestand: Wir verfügen über einen Lagerbestand mit Tausenden von Produktmodellen, die alle Automobil- und Industrieanwendungen abdecken, und gewährleisten so eine schnelle Lieferung, egal ob es sich um Kleinserienmuster oder Großbestellungen handelt.

Absolute Qualitätssicherung: Lieferung direkt vom Originalhersteller; Jede Komponente wird einer strengen Qualitätsprüfung unterzogen, um generalüberholte oder lose neue Teile auszuschließen. Wir bieten vollständige technische Originaldokumentation des Herstellers und Garantieleistungen.

Stabile Lieferkette: Unser globales Lagernetzwerk mildert effektiv die Auswirkungen von Chip-Engpässen und Preisschwankungen, stellt eine langfristige, stabile Versorgung unserer Kunden sicher und unterstützt Stücklisten-Erfüllungsdienste aus einer Hand.

Effizienter und bequemer Service: Reaktion rund um die Uhr; Probenversand am selben Tag; Großbestellungen werden innerhalb von 3–7 Tagen geliefert; und umfassenden, sorgenfreien Support, der technische, logistische und After-Sales-Services umfasst.

I. Kernproduktpositionierung und Automotive-Grade-Zertifizierung

Bei den Automotive-Gate-Treibern von Infineon handelt es sich um spezielle Treiberchips, die für Hochspannungs-Automobilanwendungen entwickelt wurden und die Antriebsanforderungen für 600-V-1200-V-Leistungsgeräte umfassend abdecken. Sie sind vollständig kompatibel mit der gesamten Palette von Leistungsschaltern, einschließlich siliziumbasierter Geräte, GaN-HEMTs und SiC-MOSFETs, und bewältigen effektiv die drei wichtigsten Herausforderungen in Automobilanwendungen: elektrische Hoch- und Niederspannungsisolierung, Pegelanpassung und stabile Hochfrequenzansteuerung. Im Vergleich zu Treibern in Industriequalität hat diese Produktserie strenge Automobilzertifizierungen bestanden und ist vollständig an die komplexen Betriebsbedingungen im Fahrzeug angepasst, die durch Vibrationen, extreme Temperaturschwankungen und hohe elektromagnetische Störungen gekennzeichnet sind.

Was die Zertifizierungsstandards anbelangt, entspricht die gesamte Produktreihe dem Automobil-Zuverlässigkeitsstandard AEC-Q100, während bestimmte isolierte Produkte die Sicherheitszertifizierung UL 1577 und VDE 0884-11 erhalten haben und über eine elektrische Isolationsfähigkeit von 5,7 kV (rms) verfügen. Dadurch wird die Niederspannungs-Steuerseite (12 V/24 V) des Fahrzeugs effektiv von der Hochspannungs-Leistungsseite (400 V/800 V) isoliert und Systemausfälle durch Übersprechen zwischen Hoch- und Niederspannung vermieden. Darüber hinaus unterstützen die Chips einen stabilen Betrieb über einen weiten Temperaturbereich von –40 °C bis 125 °C, erfüllen die Betriebsanforderungen des gesamten Fahrzeugs unter allen Bedingungen und eignen sich für verschiedene Hochspannungs-Elektrifizierungsszenarien sowohl in Personenkraftwagen als auch in Nutzfahrzeugen.

II. Dedizierte Anpassung: Antriebseigenschaften von GaN-HEMTs und SiC-MOSFETs

Die Schalteigenschaften von GaN-HEMTs und SiC-MOSFETs unterscheiden sich erheblich von denen herkömmlicher Siliziumgeräte und stellen extrem hohe Anforderungen an Ansteuerspannung, Schaltgeschwindigkeit, Rauschunterdrückung und Timing-Genauigkeit. Herkömmliche Treiber auf Siliziumbasis sind anfällig für Probleme wie Fehlanpassung der Treiberspannung, Schaltschwingungen und einen starken Anstieg des Leistungsverlusts. Die Infineon EiceDRIVER™-Serie verfügt über tiefgreifende Algorithmen- und Hardwareoptimierungen, die auf diese beiden Arten von Geräten mit großer Bandlücke zugeschnitten sind und eine präzise, ​​dedizierte Antriebssteuerung ermöglichen.

2.1 Dedizierte Antriebsoptimierung für GaN-HEMTs

Die GaN-spezifischen Gate-Treiber von Infineon eignen sich perfekt für verschiedene GaN-HEMT-Geräte, wie zum Beispiel CoolGaN™ GIT- und Schottky-Gate-Typen. Sie wurden speziell für die Eigenschaften von GaN-Geräten optimiert, darunter niedrige Schwellenspannung, Empfindlichkeit gegenüber Hochfrequenzschaltung und Anfälligkeit für den Miller-Effekt. Die Produkte verfügen über eine integrierte aktive Miller-Klemmfunktion, die eine unbeabsichtigte Gate-Leitung während des Hochfrequenzschaltens effektiv unterdrückt und so das Risiko von Hochfrequenzoszillationen und Ausfällen in GaN-Geräten eliminiert; Sie unterstützen Hochfrequenz-Schaltmodi, passen sich den Hochfrequenz-Betriebseigenschaften von GaN-Geräten im MHz-Bereich an und helfen Systemen dabei, die Leistungsdichte deutlich zu verbessern und die Gerätegröße zu reduzieren.

Darüber hinaus ist der Chip mit einem präzisen Unterspannungssperrschutz (UVLO) ausgestattet, der auf einen typischen Schwellenwert von 8 V ausgelegt ist, um Überspannungen bei Leitungsverlusten und Geräteschäden aufgrund von Überhitzung aufgrund unzureichender Antriebsspannung zu verhindern. Die gesamte Palette der GaN-Treibermodelle verfügt über eine typische Spitzenstromfähigkeit von 10 A als Senke/Quelle und ermöglicht so ein schnelles Laden und Entladen des Gates, um die Reaktionsgeschwindigkeit und Stabilität von GaN-Geräten beim Hochfrequenzschalten sicherzustellen.

2.2 Optimierung für SiC-MOSFET-spezifische Treiber

Die SiC-spezifischen Gate-Treiber von Infineon berücksichtigen die Eigenschaften von SiC-MOSFETs – nämlich ihre hohe Schaltgeschwindigkeit, niedrige Gate-Kapazität und extrem hohe Anforderungen an Ansteuer-Timing und Spannungsgenauigkeit – und nutzen eine extrem niedrige Ausbreitungsverzögerung und Verzögerungsanpassungstechnologie mit einer Verzögerungsanpassungsgenauigkeit von bis zu 7 ns. Dadurch wird die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen den oberen und unteren Schaltern in Brückenschaltungen wirksam gemindert und so die Sicherheit von Hochspannungswechselrichtern und DC/DC-Wandlern erhöht. Der Chip unterstützt ein breites Spektrum an Gate-Ansteuerspannungen und ermöglicht Stromversorgungskonfigurationen sowohl mit positiver als auch negativer Polarität, wodurch der optimale Ansteuerspannungsbereich für SiC-Geräte perfekt angepasst wird und Schaltverluste erheblich reduziert werden.

Darüber hinaus verfügt das Produkt über eine ultrahohe Gleichtakt-Transientenimmunität (CMTI) von 300 kV/μs, die Gleichtaktstörungen, die durch schnelles Schalten in Hochspannungssystemen im Automobilbereich entstehen, wirksam entgegenwirkt. Dies löst das Problem der durch Rauschen verursachten Fehlauslösung bei SiC-Geräten, die mit hohen Frequenzen arbeiten, und stellt den langfristig stabilen Betrieb von Hochspannungssystemen sicher. Bestimmte Modelle sind mit einer zweistufigen Anstiegsgeschwindigkeitssteuerung ausgestattet, die eine flexible Anpassung der Schaltgeschwindigkeit ermöglicht, um niedrige Systemverluste mit geringer EMI auszugleichen und so die strengen Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit von Automobilanwendungen zu erfüllen.

III. Kernfunktionalität: Hochpräzise Level-Shifting-Technologie

Automobil-Stromversorgungssysteme stehen vor der Herausforderung einer Trennung zwischen Hoch- und Niederspannungsarchitekturen. Die 3,3-V-/5-V-Niederspannungs-Logiksignale, die von Steuerchips wie der Haupt-MCU und dem DSP ausgegeben werden, können Hochspannungs-Leistungsgeräte wie GaN und SiC nicht direkt ansteuern; Nicht übereinstimmende Hoch- und Niederspannungspegel und mangelnde elektrische Isolierung sind zentrale Herausforderungen bei der Entwicklung von Kfz-Treibern. Die Gate-Treiber für den Automobilbereich von Infineon integrieren leistungsstarke Level-Shifting-Module, um eine präzise, ​​schnelle und isolierte Umwandlung von Niederspannungs-Steuersignalen in Hochspannungs-Ansteuersignale zu erreichen.

Diese Treiberserie wandelt 3,3-V-/5-V-Logikpegel nahtlos in gerätespezifische Antriebspegel wie ±15 V und 0 V bis 20 V um und bietet eine hohe Umwandlungsgenauigkeit und schnelle Reaktionszeiten ohne Signalverzerrung oder Verzögerungsabweichungen. Die isolierte Level-Shifting-Architektur trennt die Niederspannungs-Steuermasse vollständig von der Hochspannungs-Strommasse und verhindert so, dass Störungen auf der Hochspannungsseite zu einem umgekehrten Ausfall des Niederspannungs-Steuerchips führen, wodurch die elektrische Sicherheit des gesamten Fahrzeugs umfassend verbessert wird. Gleichzeitig unterstützt das Level-Shifting-Modul einen weiten Eingangsspannungsbereich, passt sich an Schwankungen der Fahrzeugbatteriespannung an und verhindert durch solche Schwankungen verursachte Antriebsstörungen und sorgt so für eine stabile Leitung und Abschaltung von Leistungsgeräten.

IV. Hauptproduktserie und Schlüsselparameter

Infineon hat eine Reihe standardisierter Gate-Treiber in Automobilqualität auf den Markt gebracht, die auf verschiedene Leistungsszenarien in Fahrzeugen zugeschnitten sind und Anwendungen von kleinen und mittleren bis hin zu Hochleistungs-Hochspannungssystemen abdecken. Die wichtigsten Parameter und Eigenschaften der Hauptmodelle sind wie folgt:

- 1ED3122MC12H: Einkanaliger isolierter GaN-Treiber mit einer Isolationsspannung von 5,7 kV (rms) und einem Spitzenausgangsstrom von 10 A. Er verfügt über integrierte aktive Miller-Klemmung und 8-V-UVLO-Schutz, wodurch er für Automotive-OBCs mit kleiner bis mittlerer Leistung und Niederspannungs-DC/DC-Wandler geeignet ist und gleichzeitig die Ansteuerung von Hochfrequenz-GaN-Geräten unterstützt.

- 1ED3250MC12H: Ein Allzweck-Hochspannungstreiber, der mit allen Gerätetypen kompatibel ist, einschließlich SiC-MOSFETs, GaN-HEMTs und IGBTs. Es verfügt über eine zweistufige Anstiegsgeschwindigkeitssteuerung und zwei unabhängige Ausgangskanäle. Das Wide-Body-Gehäuse bietet eine außergewöhnlich große Kriechstrecke und erfüllt die Anforderungen an die Hochspannungsisolierung im Automobilbereich.

- 2EDR3144XQE: Ein Zweikanal-Treiber in Automobilqualität, der für Hochspannungs-DC/DC-Wandler und Bordladesysteme in Elektrofahrzeugen geeignet ist. Es integriert mehrere Schutz- und Diagnosefunktionen, unterstützt die flexible Umwandlung von Hoch-zu-Niedrig- und Niedrig-zu-Hoch-Spannungspegeln und sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis von Integration und Zuverlässigkeit.

- 1ED3120MU12H: Ein kompakter, einkanaliger isolierter Treiber mit einem Spitzenausgangsstrom von 5,5 A. Er ist UL-zertifiziert und verfügt über einen kleinen Formfaktor, der die Designanforderungen für leichte und miniaturisierte Kfz-Leistungsmodule erfüllt.

V. Kernszenarien für Automobilanwendungen

Diese Serie von Gate-Treibern von Infineon nutzt Zuverlässigkeit auf Automobilniveau, Kompatibilität mit Geräten mit großer Bandlücke und die Vorteile der isolierten Pegelwandlung und wird häufig in den zentralen Hochspannungs-Elektrifizierungssystemen von Fahrzeugen mit neuer Energie eingesetzt:

1. On-Board-Ladegerät (OBC): Treibt GaN-HEMT-Hochfrequenz-Gleichrichter- und Wechselrichterschaltungen an, verbessert die Ladeeffizienz, reduziert die Größe des OBC und erfüllt die Anforderungen an das Fahrzeuggewicht.

2. Hochspannungs-DC/DC-Wandler: Entwickelt für den Antrieb von SiC-MOSFETs auf 800-V-Hochspannungsplattformen; Hochpräzise Pegelumwandlung und Anti-Interferenz-Design sorgen für eine effiziente Umwandlung von elektrischer Hoch- und Niederspannungsenergie.

3. Hauptmotor-Antriebsumrichter: Antrieb von Hochleistungs-SiC-MOSFET-Arrays; Die Anpassungseigenschaften mit extrem geringer Verzögerung eliminieren Kurzschlussfehler zwischen oberen und unteren Schaltern und verbessern so die Präzision der Motorsteuerung und die Stabilität der Leistungsabgabe.

4. On-Board-Energiespeicher und Hilfsstromversorgungen: Entwickelt für Geräte mit kleiner bis mittlerer Leistung und großer Bandlücke; Der breite Temperaturbereich und die hohe Immunität erfüllen die Anforderungen für den Allwetterbetrieb in Automobilanwendungen.

VI. Zusammenfassung der wichtigsten Produktvorteile

1. Kompatibilität mit Geräten in allen Szenarien: One-Stop-Unterstützung für siliziumbasierte MOSFETs, IGBTs, GaN-HEMTs und SiC-MOSFETs, die alle Leistungsanwendungen in Automobilsystemen abdecken und die Produktauswahl sowie die Forschungs- und Entwicklungskosten der Kunden reduzieren.

2. Zuverlässigkeit auf Automobilniveau: AEC-Q100-Zertifizierung, großer Betriebstemperaturbereich, hohe CMTI-Immunität und Isolationssicherheitszertifizierung gewährleisten die perfekte Eignung für anspruchsvolle Automobilbetriebsbedingungen.

3. Hochpräzise Pegelwandlung: Die isolierte Pegelwandlung von hoher zu niedriger Spannung behebt Probleme der Pegelinkongruenz und des Übersprechens von hoher zu niedriger Spannung in elektrischen Architekturen von Kraftfahrzeugen und sorgt so für Systemsicherheit und -stabilität.

4. Hochfrequenter, hocheffizienter Antrieb: Proprietäre GaN/SiC-Optimierungsalgorithmen ermöglichen schnelles Laden und Entladen, geringe Latenz und geringe Schwingungen und nutzen dabei die Hochfrequenz- und verlustarmen Vorteile von Geräten mit großer Bandlücke voll aus.

5. Hohe Integrations- und Designflexibilität: Integrierte Funktionen wie Miller-Klemmung, UVLO, Überstromschutz und Fehlerdiagnose vereinfachen periphere Schaltkreise und verkürzen den Entwicklungszyklus für Kfz-Leistungsmodule.