Семейства транзисторов MOSFET Infineon CoolMOS™ P7 и отладочные средства для них. Краткий обзор. Часть 1

Семейства транзисторов Infineon MOSFET CoolMOS™ P7 с рабочими напряжениями до 700V и 800V были разработаны для маломощных импульсных источников питания, основанных на  обратноходовой топологии. Примерами таких источников являются адаптеры и зарядные устройства, источники питания для освещения, импульсные источники питания для аудио и индустриальных приложений и т. д.

Новое 600 В семейство транзисторов CoolMOS™ P7 дополняет портфель изделий, предлагая третий класс напряжения платформы P7, который, в отличие от 700V и 800V, нацелен не только на маломощные, но и мощные SMPS-приложения, среди которых солнечные инверторы, сервера и т. д. Транзисторы этого семейства полностью оптимизированы для топологий с жесткой и мягкой коммутацией.

Все три серии продуктов предназначены для решения типичных задач в различных приложениях, обеспечивая лучшее в своем классе соотношение цена/ производительность и простоту применения, что делает их полностью подходящими для соответствующих целевых изделий.

Семейство транзисторов 600V CoolMOS ™ P7

Семейство транзисторов 600V CoolMOS™ P7  - оптимальный баланс простоты применения и максимальной энергоэффективности.

Семейство транзисторов 600V CoolMOS™ P7 является преемником серии 600V CoolMOS™ P6, предназначенной для широкого спектра применений, начиная с импульсных источников питания (SMPS) малой мощности и заканчивая источниками с самыми высокими уровнями мощностей. Семейство 600V CoolMOS™ P7 - это наилучшим образом сбалансированная технология CoolMOS™ от  Infineon с точки зрения сочетания простоты применения, отличной эффективности и разумной цены.

Транзисторы 600V CoolMOS ™ P7 обеспечивают на 1,5% лучшую эффективность и более низкую (на 4,2° C) температуру MOSFET по сравнению с конкурентами. Заряд затвора транзистора Qg и Eoss на 30-60 процентов ниже по сравнению с предыдущими семействами CoolMOS™ и конкурентами, что ведет к сокращению потерь на управление и переключения. В конечном итоге, это приводит к обеспечению высокой эффективности в источниках питания различных классов. Кроме того, оптимизированное сопротивление канала RDS (on) обеспечивает уменьшение площади PCB и увеличение плотности мощности изделия.

Основные преимущества семейства  600V CoolMOS ™ P7:

  • хорошо подходят для жесткой и мягкой коммутации (PFC и LLC);
  • простота использования и возможность быстрого проектирования;
  • упрощенное управление температурой, благодаря снижению потерь на переключения и проводимость;
  • высокое качество изготовления;
  • защита от ESD >2kV;
  • повышенная плотность мощности;
  • подходит для широкого спектра приложений и различных диапазонов мощностей.

Отличительные особенности транзисторов семейства 600V CoolMOS ™ P7:

  • хорошая коммутационная стабильность (устойчивость к неблагоприяным воздействиям);
  • оптимизированный баланс между простотой использования и эффективностью;
  • значительное сокращение потерь на переключения и проводимость;
  • хорошая стойкость к воздействию статики (ESD): >2kV (HBM) для всех продуктов;
  • оптимизированное сопротивление открытого канала R DS(on);
  • большой портфель с выбором сопротивления R DS(on) для индустриальных и потребительских приложений.

Средства разработки с транзисторами семейства 600V CoolMOS ™ P7

1.  Оценочный модуль EVAL800WPFCP7TOBO1

Изделие демонстрирует производительность новейшего транзистора 600V CoolMOS™ P7 (IPP60R180P7), созданного по Power MOSFET технологии, работающего на частоте 65 кГц в CCM PFC повышающем преобразователе совместно с микросхемами 2EDN Eice DRIVER™ (2EDN7524F) и диодом Шоттки пятого поколения 650V CoolSiC™  (IDH06G65C5) с использованием аналогового управления (ICE3PCS01G).

В модуле для оценки установлены следующие компоненты:

  • IPP60R180P7 - 600V CoolMOS™ P7 superjunction MOSFET;
  • IDH06G65C5 - 650V CoolSiC™ SiC диод Шоттки 5 поколения;
  • 2EDN7524F - неизолированный драйвер затвора (Eice DRIVER™);
  • ICE3PCS01G - PFC CCM контроллер;
  • ICE2QR2280Z - CoolSET™ QR PWM контроллер.

Применение:

Оценочный модуль EVAL800WPFCP7TOBO1

Рис. 1. Оценочный модуль EVAL800WPFCP7TOBO1

Отличительные особенности:

  • Топология: классический PFC, работающий в режиме CCM;
  • Входное напряжение: 90 Vac - 265 Vac;
  • Максимальный пиковый входной ток: 10 A RMS@Vin = 90 VAC и Pout_max = 800 W;
  • Номинальное выходное напряжение: 380 VDC;
  • Максимальный выходной ток: 2.1 А;
  • Максимальная выходная мощность: 800 W;
  • Эффективность > 97% @ на 50% нагрузке при входном напряжении 230 VAC;
  • Размеры платы: 120 mm x 80 mm x 40 mm.

2. Высоковольтный DC-DC каскад 3 кВт импульсного источника питания EVAL3KW2LLCP747TOBO1

Решение Infineon для высоковольтного DC-DC каскада 3 кВт импульсного источника питания для телекоммуникационных и промышленных приложений с 600V CoolMOS™ P7.

В изделии установлены следующие компоненты:

  • Высоковольтный силовой MOSFET IPW60R037P7
  • Микросхема изолированного драйвера затвора 1EDI60N12AF
  • Силовой MOSFET среднего напряжения BSC093N15NS5
  • Микросхема неизолированного драйвера затвора 2EDN7524
  • Микроконтроллер XMC4400
  • AC-DC QR интегрированный каскад ICE2QR2280Z

Применение:

EVAL3KW2LLCP747TOBO1

Рис. 2. Высоковольтный DC-DC каскад 3 кВт импульсного источника питания EVAL3KW2LLCP747TOBO1

Отличительные особенности:

  • Двухфазная концепция;
  • Полностью цифровое управление;
  • Графический пользовательский интерфейс;
  • Диапазон входных напряжений: 350-410 Vdc;
  • Номинальное входное напряжения:380 Vdc;
  • Выходное напряжение: 44 V - 58 V, ±1%;
  • Номинальное выходное напряжение: 54 Vdc;
  • Максимальный выходной ток/ мощность: 55 A/ 3000 W;
  • Плотность мощности:> 30 W/inch³;
  • Эффективность на выходных мощностях 10/50/100% от Pmax: 95%/98%/97.5%.

3.  Оценочная плата EVAL600W12VLLCP7TOBO1 полумостового LLC каскада

Оценочная плата представляет собой пример дизайна полумостового LLC каскада импульсного источника питания сервера. Дизайн нацелен на достижение эффективности более 80%, соответствующий требованиям стандарта Titanium. С этой целью был применен новейший, выполненный по технологии 600V CoolMOS™ P7 силовой MOSFET(IPP60R180P7) на первичной стороне (primary side), и OptiMOS™ низковольтный силовой MOSFET в корпусе SuperSO8 (BSC010N04LS) в синхронном выпрямителе вторичного каскада (secondary stage), в комбинации с QR CoolSET™ (ICE2QR2280Z), драйвером hi-low side 2EDL05N06PF, драйвером затвора lowside 2EDN7524F и с аналоговым LLC контроллером ICE2HS01G.

Применение

  • Импульсные источники питания серверов
  • Промышленные импульсные источники питания
  • Зарядные устройства промышленных аккумуляторов

Оценочная плата EVAL600W12VLLCP7TOBO1 полумостового LLC каскада

Рис. 3. Оценочная плата EVAL600W12VLLCP7TOBO1 полумостового LLC каскада

Отличительные особенности:

  • Лучшие в своем классе высоковольтные и низковольтные MOSFET для LLC приложений;
  • Аналоговое управление;
  • Оптимизированный дизайн;
  • Схема точного управления транзисторами MOSFET в первичной и вторичной цепях;
  • Диапазон входных напряжений: 350-410 Vdc;
  • Номинальное входное напряжения: 380 Vdc;
  • Номинальное выходное напряжение: 12 Vdc;
    • минимальное выходное напряжение: 11.9 V;
    • максимальное выходное напряжение: 12.1 V;
  • Максимальная выходная мощность: 600 W;
  • Минимальная эффективность на 50% Pmax: 97.4%;
  • Номинальная частота коммутации: 150kHz;
    • минимальна частота коммутации: 90 kHz;
    • максимальная частота коммутации:250 kHz;
  • Уровень пульсаций выходного напряжения: 150mVpk-pk.

Отладочные платы, описанные в данном обзоре, доступны для заказа.

В следующих выпусках обзора будут рассмотрены 700V и 800V CoolMOS™ P7 силовые MOSFET и соответствующие отладочные платы.

Обзор составил и подготовил
Шрага Александр,
a.shraga@terraelectronica.ru

Производитель: Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
EVAL600W12VLLCP7TOBO1
EVAL600W12VLLCP7TOBO1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2560898 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Оценочная плата EVAL600W12VLLCP7TOBO1 полумостового LLC каскада
EVAL600W12VLLCP7TOBO1 47910,00
-
Поиск
предложений
EVAL3KW2LLCP747TOBO1
EVAL3KW2LLCP747TOBO1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2560909 ИНФО PDF RD
Поиск
предложений
Высоковольтный DC-DC каскад 3 кВт импульсного источника питания EVAL3KW2LLCP747TOBO1
EVAL3KW2LLCP747TOBO1
-
Поиск
предложений
EVAL800WPFCP7TOBO1
EVAL800WPFCP7TOBO1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2560917 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Оценочный модуль демонстрирует производительность новейшего транзистора 600V CoolMOS™ P7 (IPP60R180P7), созданного по Power MOSFET технологии, работающего на частоте 65 кГц в CCM PFC повышающем преобразователе совместно с микросхемами 2EDN Eice DRIVER™ (2EDN7524F) и диодом Шоттки пятого поколения 650V CoolSiC™ (IDH06G65C5) с использованием аналогового управления (ICE3PCS01G).
EVAL800WPFCP7TOBO1 47910,00
-
Поиск
предложений