Isolierter SMD DC-DC-Wandler mit hoher CMTI für Gate-Treiber Anwendungen

DC-DC-Wandler in einem integralen Gehäuse werden immer häufiger in der Leistungselektronik zur Isolation der Versorgungsspannungen für die SiC-MOSFET Gate-Treiber verwendet. Bei dieser Anwendung liegt an dem auf der High-Side liegenden Wandler die gesamte geschaltete DC-Link Spannung an. Die in der hochfrequenten SiC-Schaltung entstehenden sehr hohen und steilen Spannungsspitzen (gemessen in nV/s) wirken auf die Isolation ein und beeinträchtigen die Lebensdauer des Produktes.

Die DC-DC-Wandler der MGJ2D-Serie von Murata wurden deshalb speziell für solche SiC-FET Anwendungen, wie z.B. in Ladegeräten für die E-Mobilität, ausgelegt und getestet. Sie verfügen über eine sehr hohe Impulsfestigkeit (CMTI) von 80V/ns bei 1000V. Damit kann einer durch die wiederkehrenden Einflüsse auf die Isolation entstehenden Verkürzung der Lebensdauer entgegengewirkt werden. Neben der guten Isolation sorgt zudem die sehr geringe kapazitive Kopplung von nur etwa 3 pF für gute DC-Link Eigenschaften. Die Höhe der Spannungsänderung (V/ns) und die Koppelkapazität sind entscheidend für die Größe des induzierten Stromes, der sich auf den Betrieb des Gate-Treibers auswirken kann.

Verfahren wie Hi-Pot Test und Withstand Voltage Test werden bei den DC-DC-Wandlern der MGJ2D-Serie angewendet, um die Widerstandsfähigkeit der Isolation über die gesamte Betriebsdauer zu gewährleisten. Dabei werden die Wandler zu 100% getestet und erreichen einen zugelassenen Wert von 5,2kV über 1 Minute. Dank ausreichend dimensionierter Kriechstrecken und Sicherheitsabstände entsprechen sie vollständig den Anforderungen des internationalen Standards IEC62477. Das kompakte Design trägt ebenfalls zur Störsicherheit bei. Neben dem Standard-SIP-Gehäuse ermöglicht die neue SMD-Version eine Reduzierung der Baugröße gegenüber diskreten Lösungen um den Faktor 5 und mehr.

Die DC-DC-Wandler von Murata findet man, neben anderen State-of-the-Art Komponenten für die Entwicklung von On-Board- und Off-Board-Ladeelektroniken, im umfangreichen Angebot von Angst+Pfister Sensors and Power (vormals Pewatron). Dort steht mit dem neuen Evaluierungsboard BeFAST außerdem ein vielseitiges Entwicklungswerkzeug für die Ermittlung der relevanten Schaltungseigenschaften im Zusammenspiel aller essentiellen Komponenten wie SiC FET, DC-DC-Wandler, Isolatoren, Thermistoren usw. zur Verfügung.

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