Eine neue Generation von Leistungsstufen in Hochleistungsanwendungen nutzt Siliziumcarbid (SiC)-Komponenten, um den wachsenden Bedarf für eine hohe Leistungsdichte und Effizienz in Kombination mit kleineren Systemformaten für Elektrofahrzeuge (Electric Vehicles, EV), Rechenzentren, industrielle Anwendungen und erneuerbare Energien zu decken.
Arrow erfüllt diese Nachfrage mit einem großen Angebot an SiC-Komponenten, darunter das umfassende Portfolio von Wolfspeed mit diskreten SiC-MOSFETs von 600 V bis 1700 V und SiC-Schottky-Dioden sowie Spannungsversorgungsmodulen in Standard- und leistungsoptimierten Formaten.
Bisher nutzten Ingenieure Siliziumkarbid-Evaluierungskits, die in der Regel auf einen kleinen Satz von Komponenten für das Stromdesign ausgerichtet sind. Für das Testen von MOSFETs in verschiedenen Gehäusen wurden beispielsweise verschiedene Evaluierungsplatinen mit verschiedenen aufgelöteten Gate-Treibern benötigt. Wenn Ingenieure verschiedene MOSFET-Gehäuse oder Gate-Treiber testen wollten, mussten sie häufig mehrere Evaluierungskits kaufen oder eine eigene Testplatine entwickeln, um eine Evaluierung auszuführen. Dieser Ansatz wirkt sich nachteilig auf die Kosten sowie die für Evaluierung und Entwicklung benötigte Zeit aus.
Die SpeedVal Kit-Lösung
Wolfspeed, ein führender Anbieter von Siliziumkarbidlösungen, hat mit der modularen Evaluierungsplattform SpeedVal Kit auf diese Herausforderung reagiert. Diese Plattform unterstützt mithilfe eines robusten Partnernetzwerks und zuverlässiger Komponenten die branchenweite Einführung von Siliziumkarbid-Lösungen. Ein wesentliches Element des modularen Ökosystems ist die Partnerschaft mit Arrow, um dessen etabliertes Netzwerk von Technologieherstellern und Dienstanbietern zu nutzen. Dieses breite Ökosystem bietet über das Power Applications Forum von Wolfspeed Unterstützung bei technischen Fragen und die Möglichkeit, über Designs zu diskutieren.
Das Kernstück des Kits bildet eine Mutterplatine mit Steckverbindern an den Platinenrändern, die als Schnittstellen für Tochterkarten dienen. Mit diesen Tochterkarten kann die Funktionalität der entwickelten Leistungsstufe hergestellt werden. Ingenieure können schnell verschiedene Halbbrücken-Spannungsversorgungsmodule, Gate-Treiber, Steuerungen und weitere potenzielle Zubehörkomponenten anschließen und evaluieren. Sie können alle diskreten Wolfspeed-Geräte bis 1200 V in Kombination mit einer großen Zahl von Gate-Treiber-Optionen verschiedener Hersteller im Ökosystem testen.
Das Kit kann sowohl synchron als auch asynchron als Abwärts- oder Aufwärtswandler betrieben werden oder zur Ausführung von Doppelpulstests (DPTs) verwendet werden, um Folgendes zu messen:
– Timing, einschließlich TDELAY-ON, TDELAY-OFF, TRISE, TFALL
– Überschwingung einschließlich VDS-MAX, ID-MAX
– Schaltgeschwindigkeit einschließlich di/dt, dv/dt
– Parameter in Bezug auf Schaltverluste einschließlich Umkehr-Erholungsladung Qrr, Einschaltenergie EON, Ausschaltenergie EOFF und Umkehr-Erholungsenergie (Verlust) ERR
Durch die Einstellung des externen Gate-Widerstands RG im Kit können Entwickler alle oben genannten Parameter für den gewünschten Gate-Treiber optimieren.
Die Halbbrücken-Mutterplatine unterstützt vollständig zusammengebaute Tochterkarten mit eigenem Wärmemanagementsystem aus Kühlkörper und Thermoisolator. Die Anschlüsse am Platinenrand ermöglichen Ingenieuren den schnellen Austausch von SiC-Komponenten, ohne etwas löten zu müssen. Gleichzeitig wird ein Anschluss mit niedriger Induktanz zum DC-Bus sichergestellt, um eine optimale Schaltleistung zu erzielen.
Dank der Fähigkeit, SiC-MOSFETs von Wolfspeed in wenigen Sekunden auszutauschen, können Entwickler verschiedene Geräte auf derselben Plattform bei gleichem Layout und Gate-Treiber testen. Sie können so die gemessenen Unterschiede schnell der jeweiligen Komponente zuordnen und die Komponentenauswahl deutlich beschleunigen.
Für die Plattform sind zahlreiche kompatible Gate-Treiber von sorgfältig ausgewählten Partnern erhältlich. Entwickler können die Geräteleistung vergleichen, indem sie verschiedene Gate-Treiber verwenden und alle anderen Variablen unverändert lassen. Auf diese Weise können sie schnell die optimale Kombination von Gerät und Gate-Treiber für ihre Anwendung ermitteln. Die Übertragung dieser Kombination auf das eigene Design reduziert Entwicklungsrisiken und verkürzt den Produktentwicklungszyklus.
Die eigene Evaluierungsplatine
Die SpeedVal Kit-Plattform funktioniert mit den folgenden Komponenten:
- Tochterkarte (1 erforderlich) – Halbbrücken-Konfigurationen mit zwei MOSFETs, optimiert für präzise Messungen einer großen Bandbreite an Stromstärken und Spannungen
- Gate-Treiber-Karte (1 erforderlich) – Zwei-Kanal-Treiberkarte einschließlich Gate-Spannungsversorgungen
- Steuerungskarte und Benutzerschnittstelle (optional) – Ergänzt das Design um zusätzliche Steuerungsfunktionen in einer benutzerfreundlichen GUI
- Buck-Boost-Filter-Platine (optional) – Für Hochleistungstests
- Luftkern-Induktor (optional) – Für Doppelpulstests
Das Kit wird durch die einzigartige Partnerschaft mit Arrow unterstützt, die das schnelle und kosteneffektive Testen verschiedener Komponenten vereinfacht. Teil dieses Ökosystems sind Arrow-Anbieter, die zu den besten Anbietern der Branche gehören, u. a. Analog Devices (ADI), Skyworks, Bourns, NXP, Kemet, Allegro und Molex. Mit dieser Zusammenarbeit wird die Entwicklung zusätzlicher Platinen fortgesetzt, um neue und geänderte Designanforderungen zu erfüllen.
Entdecken Sie die SpeedVal Kit-Plattform auf Arrow.de oder konfigurieren Sie heute noch mit dem Online-Konfigurationstool von Arrow Ihr eigenes System.