Infineon Technologies Resonantes kabelloses Laden - Verbraucherapplikationen

Resonantes kabelloses Laden - Verbraucherapplikationen von Infineon Technologies übernimmt eine führende Rolle in der schnellen Schaltung von Leistungsübertragungstopologien. Mit der besten Gütezahl (FOM) für Gate-Ladezeiten, R_DS(on) und Coss ermöglichen sie 6,78 MHz-Umrichterdesigns. Überlegene Leistungs-MOSFET-Technologie für Frequenzschaltimplementierungen vor allem in den Bereichen zwischen 30 bis 10 V für Umrichterauslegungen der Klasse D und in der Spannungsklasse zwischen 150 bis 250 V für Umrichter der Klasse E.

Die Stärke der kabellosen Ladelösung von Infineon liegt in ihrer modularen softwarebasierten Architektur. Mit den „coolsten“ Treiber-ICs und Low-Side-Treibern für Implementierungen der Klasse E in das Portfolio und dem XMC™ SC-Drahtlosleistungs-Controller basierend auf dem ARM® Cortex®-M0-Core bietet Infineon eine leistungsstarke und kostengünstige Plattform für smarte und sichere Hochleistungs-Drahtlosladeapplikationen. Für Transmitter-Designs mit Vorregler (Abwärts oder Abwärts/Aufwärts) zur Steuerung der Eingangsspannung der OptiMOS™-Verstärker können Lösungen im Bereich 20 bis 400 V-MOSFETs gefunden werden.

Systemdiagramm: Resonantes kabelloses Laden – Klasse D, Vollbrücke

ANFORDERUNGEN AN TOPOLOGIEN FÜR RESONANTE SYSTEME

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GALLIUMNITRID (GAN) UND KABELLOSES LADEN

Aufgrund der Erweiterung seines Technologieangebotes mit Galliumnitrid ist Infineon in der einzigartigen Position, sämtliche Leistungstechnologien von Silizium (Si)-Super-Junction-MOSFETs über diskrete IGBTs and Module bis hin zu breiten Bandlückenmaterialien wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) zu beherrschen.

CoolGaN™ wurde entwickelt, um die künftigen Anforderungen an drahtlose Leistungsdesigns zu erfüllen und die Gesamtsystemleistung zu maximieren. Aufgrund seiner deutlich reduzierten parasitären Kapazität eignet es sich ideal für Schaltungen bei Frequenzen im MHz-Bereich (z. B. 6,78 MHz, erforderlich für die kabellose Ladenorm der AirFuel Alliance).

Mit CoolGaN™ bringt Infineon einen hohen Elektronenmobilitätstransistor mit GaN-Verbesserungsmodusportfolio (e-Modus-HEMT) mit branchenführender Feldleistung auf den Markt, der stabile und zuverlässige Systeme bei attraktiven Gesamtsystemkosten ermöglicht. Im Vergleich zu Silizium-FET-Optionen verfügt die GaN-Schaltleistung über eine Low-Gate-Ladung und eine ausgezeichnete dynamische Leistung im Rückstrom. Dies ermöglicht einen effizienteren Betrieb bei bestehenden Frequenzen und einen viel höheren Frequenzbetrieb, der die Leistungsdichte durch Verkleinerung der Größe der passiven Bauelemente verbessern kann.

COSS ist ein kritischer Designfaktor in drahtlosen Leistungsübertragungssystemen bei höheren Frequenzen und CoolGaN™ 600V-e-Modus-HEMTs ermöglichen die optimale Feineinstellung von Verstärkern der Klasse E, besonders über 30 W. Vorteile der Verwendung von CoolGaN™ 600 V für höhere Leistungsdesigns der Klasse E sind unter anderem Stabilität, Qualität, Zuverlässigkeit, sehr niedrige Gate-Treiberverluste, niedrige QG im Vergleich zu äquivalenten Silizium-MOSFETs und beinahe lineare COSS ohne große Steigerung bei niedrigen VDS, wodurch ein ZVS-Betrieb über einen großen Lastimpedanzbereich ermöglicht wird.

Weitere GaN-Produkte (einschließlich zusätzliche Spannungsklassen) sind geplant und kommen bald auf den Markt.