Im Interview mit Sanan Semiconductor Siliziumkarbid für Automotive, erneuerbare Energien und Industrie

Die Nutzung von SiC-MOSFETs bietet das Potenzial für erhebliche Effizienzgewinne, insbesondere durch die Reduktion von Leistungsverlusten um mehr als 50 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen IGBT-basierten Systemen. Doch wie lassen sich diese oft ungenutzten Vorteile wirklich nutzen?

Die genannten Vorteile bleiben häufig ungenutzt, da systembedingte Einschränkungen, wie die Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit (dv/dt) durch die Isolierung der Motorwicklung, die vollen Möglichkeiten der hohen Schaltgeschwindigkeiten von SiC-MOSFETs begrenzen. In seinem Vortrag wird Dr.-Ing. Ajay Poonjal Pai die spezifischen Herausforderungen beleuchten, welche die volle Nutzung von SiC in Antriebswechselrichtern einschränken, sowie eine innovative Wechselrichter-Topologie vorgestellt, die durch sanftes Schalten eine Überwindung dieses Kompromisses ermöglicht.

Welche spezifischen Systemabhängigkeiten begrenzen derzeit die volle Nutzung von SiC-MOSFETs in BEVs, und wie geht die vorgeschlagene Topologie mit diesen Herausforderungen um?

Aufgrund ihres unipolaren Verhaltens tragen SiC-MOSFETs im Vergleich zu IGBTs zu einer Verringerung der Leistungsverluste um über 50 Prozent bei. Die hohen Schaltgeschwindigkeiten von SiC können jedoch aufgrund von Systembeschränkungen, wie z. B. der Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit dv/dt durch die Isolierung der Motorwicklung, nur selten genutzt werden, wodurch ein erhebliches Potenzial ungenutzt bleibt. In diesem Vortrag werden diese systembedingten Herausforderungen vorgestellt, die die volle Nutzung von SiC einschränken. Es wird eine fortschrittliche Wechselrichter-Topologie vorgestellt, die dazu beitragen kann, diesen klassischen Kompromiss zwischen Schaltgeschwindigkeit und Schaltverlusten durch sanftes Schalten zu überwinden.

Können Sie Beispiele für Anwendungen oder Szenarien nennen, bei denen der höhere Wirkungsgrad der vorgeschlagenen Wechselrichter-Topologie einen wesentlichen Vorteil bietet, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen IGBT-basierten Systemen?

Vor allem bei Anwendungen für Traktionswechselrichter in Kraftfahrzeugen bietet diese Topologie erhebliche Vorteile. Es wurde ein Wirkungsgrad von über 99 Prozent gemessen, was dazu beitragen kann, das System deutlich kleiner und leichter zu machen und auch das Kühlsystem zu vereinfachen. (Es gibt allerdings noch keinen direkten Vergleich mit IGBT-basierten Systemen)

Warum ist das Thema Ihrer Präsentation für unsere Teilnehmer besonders relevant?

Er befasst sich mit den üblichen Einschränkungen in einem Antriebswechselrichter für Kraftfahrzeuge, einem Schlüsselmarkt für SiC-Leistungshalbleiter, und bietet eine Topologie zur Abschwächung einiger dieser Herausforderungen.

Was sind die drei wichtigsten Aspekte Ihres Vortrags?

Überblick über Automobilanwendungen, Herausforderungen in der Automobiltraktionsanwendung und eine Lösung für einige der Herausforderungen

Was werden unsere Teilnehmer aus Ihrem Vortrag lernen?Einen Überblick über die Herausforderungen bei der Ausschöpfung der Vorteile von SiC-Mosfets in Kfz-Traktionsanwendungen und eine Lösung dafür, die eine weich geschaltete Wandlertopologie verwendet.

Wir freuen uns bereits auf den Vortrag von Dr.-Ing. Ajay Poonjal Pai bei Power of Electronics.