Gate driver isolé pour applications à haute densité de puissance
Ce gate driver est proposé en boîtier hermétique pour les applications à température extrême allant jusqu’à 225 °C, ainsi qu’en boîtier plastique pour les systèmes où la priorité est la durée de vie étendue mais où la température n’excède pas 175 °C. Il offre toutes les fonctionnalités pour contrôler la grille de transistors de puissance dans un demi-pont haute tension isolé. Le haut niveau d’intégration et la compacité de la solution rendent possible l’utilisation de transistors de puissance SiC (Silicon Carbide) à leur plein potentiel.
Le chipset consiste en 3 circuits intégrés, le HADES2P pour la partie primaire, le HADES2S pour la partie secondaire, ainsi que la récente quadruple diode ELARA. Les circuits primaire et secondaire sont tous deux proposés en boîtier céramique QFP 32 pins ou en boîtier plastique QFP 44.
Le circuit primaire contient un contrôleur flyback en mode courant avec un switch 0.8 Ohm, 80 V, et des dispositifs configurables d’anti-chevauchement et de gestion d’erreur UVLO (Under-Voltage Lockout). Il contient également un transmetteur isolé à 4 canaux (2 Tx et 2 Rx) pour la transmission des signaux PWM et ceux d’erreurs entre la partie primaire et la partie secondaire via des transformateurs d’impulsion de très petite taille.
Les deux circuits secondaires, un pour la partie high-side et l’autre pour la partie low-side, contiennent un driver 12 A, un UVLO, un circuit de détection de désaturation, un de protection contre la surchauffe et un transmetteur isolé à deux canaux.
De plus, le kit d’évaluation EVK-HADES2 consiste en un demi-pont composé du gate driver HADES v2 et de deux transistors NEPTUNE, des MOSFET SiC 10 A/1200 V. Ce kit comprend une carte de démonstration de seulement 60 mm x 55 mm sur laquelle se trouve le demi-pont, ainsi que la documentation associée. Il est à noter que le chipset peut contrôler des transistors à plus haute puissance que ceux du kit, ainsi que d’autres types de transistors comme, par exemple, des IGBTs et des MOSFETs traditionnels. La possibilité de contrôler des transistors GaN est aussi prévue pour dans un futur proche.
Ce chipset version 2 a été optimisé pour réduire le nombre et la taille des composants actifs et passifs de manière à rendre son intégration possible dans des modules de puissance intelligents (IPM) dans lesquels le gate driver est placé à côté des transistors de puissance. Cette intégration dans des IPMs permettra d’accroître encore plus la densité de puissance des convertisseurs et rendra possible un fonctionnement fiable à haute température, soit pour des durées de vie très longues (dizaines d’années) à 100-175 °C, soit pour des milliers d’heures à des températures extrêmes, de 175 °C à 225 °C.
"HADES v2 est le résultat de 3 ans de coopération avec des concepteurs système et des utilisateurs finaux de nombreuses industries utilisant diverses formes de convertisseurs de puissance : contrôle moteur pour des applications industrielles, convertisseurs auxiliaires pour le ferroviaire, générateurs de puissance pour l’aérospatial ou encore chargeurs de batteries pour véhicules électriques et véhicules hybrides," commente Tony Denayer, CEO de Cissoid. "Nous avons collecté le retour d’expérience de tous ces experts sur base de leur utilisation de notre première version d’HADES Ò, qui était le première solution de gate driver isolé pour transistors de puissance Silicon carbide (SiC) disponible sur le marché et qui avait été lancée en 2011. HADES v2 offre un très haut niveau d’intégration et combine la robustesse des solutions de CISSOID avec les exigences des concepteurs système en termes de performances, fonctionnalité, fiabilité et coût. HADES v2 est adapté non seulement aux applications fonctionnant en environnements sévères mais aussi aux applications à plus haut volume et à bas coût où la température ambiante peut même n’être que de 100°C, mais où la durée de vie et les coûts de maintenance sont des différenciateurs importants."
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