V časih pametnih telefonov, tabličnih računalnikov, industrije 4.0 in interneta stvari so »težaki« s področja polprevodnikov nezasluženo ostali v ozadju. Vendar pa vtis vara: Vedno pametnejši, bolj digitalni, od omrežja neodvisni, decentralizirani in učinkovitejši napajalniki zahtevajo integrirana vezja za upravljanje moči, stikalne pretvornike ter tranzistorje MOSFET.
porabe, na primer brezžično polnjenje, prestrezanje energije in digitalno upravljanje energije, spodbujajo nove tehnologije in procese na področju močnostne elektronike.
Močnostna elektronika je zdaj hitra in pametna
Zaradi tega se zdaj borimo za vsak drobec izkoristka. Največ inovacij izhaja iz treh glavnih potreb:
- Zmanjšanje statičnih in dinamičnih izgubnih moči omogoča manjše velikosti pri enaki moči, bistveno manjše segrevanje ter ne nazadnje boljši izkoristek celotnega sistema, kar zaradi različnih standardov (na primer odobritev 80+) postaja vse pomembnejše za razvoj izdelkov.
- Optimizacija termičnih lastnosti zagotavlja daljšo življenjsko dobo sestavnih delov in sistema.
- Višja integracija sestavnih delov zagotavlja med drugim kompaktnejšo zgradbo, hkrati pa tudi preprostejšo obdelavo in nakupovanje materiala.
IGBT
Ta bipolarna stikala so na voljo v obliki diskretnih komponent IGBT in kombiniranih enot IGBT, zdaj pa se zaradi višje integracije komponent in višjih stikalnih frekvenc močno širijo na nova področja uporabe. Ta zdaj segajo od klasičnega krmiljenja motorjev do solarnih razsmernikov in stikalnih napajalnikov. Z modularnimi rešitvami je mogoče realizirati zanesljive in kompaktne sistemske rešitve z visokimi izkoristki. Podjetje Rutronik zastopa proizvajalce Infineon, ST, Rohm, Vishay, BYD, Bosch in Vincotech, tako da zagotavlja široko ponudbo najsodobnejših izdelkov.
MOSFET
Sodobna enopolna stikala, najbolj pa poljski tranzistorji s kovinskim oksidom (MOSFET), s svojo zelo nizko notranjo upornostjo (Rdson) in zmanjšano parazitno kapacitivnostjo izpolnjujejo želje po miniaturizaciji ter zmanjšanju izgubnih moči. S tem pa pred razvijalce postavljajo nove izzive. Te rešitve namreč ne pomenijo le manjših izgub, ampak tudi višje stikalne frekvence. Tudi miniaturizacija ohišij prispeva k višjim stikalnim frekvencam z manjšimi površinami integriranih vezij. Osrednja naloga razvoja sistemov je tako postalo omejevanje motenj, ki jih med svojim hitrim preklapljanjem tvorijo ti tranzistorji MOSFET, da je zagotovljena elektromagnetna združljivost (EMC). To je mogoče rešiti predvsem s pravilnim krmiljenjem tranzistorjev MOSFET in z optimalno prostorsko razporeditvijo stikalnih elementov ter tiskanih vezij. Manj vodnikov in inteligentno razporejeni deli sistemi lahko bistveno zmanjšajo izgube zaradi sipane induktivnosti. Med glavne teme na področju razvoja vezij spada popolna uskladitev oziroma prilagoditev predhodnih gonilnikov za tranzistorje MOSFET.
Trendi na področju močnostne elektronike
RUTRONIK, elektronski gradbeni elementi,
Podružnica v Ljubljani
Motnica 5, 1236 Trzin, Slovenia
Tel. +386 1 561 09-80
2015_SE230_20
