IGBT-Treiber

Für das Design von Antriebssubsystemen für Hybrid- und E-Fahrzeuge nach ASIL C/D

24.05.13 | Redakteur: Thomas Kuther

Ermöglichen schnelle und kosteneffiziente ASIL-C/D-Designs für Hybrid- und Elektrofahrzeuge: die IGBT-Treiber EiceDRIVER SIL und EiceDRIVER Boost
Ermöglichen schnelle und kosteneffiziente ASIL-C/D-Designs für Hybrid- und Elektrofahrzeuge: die IGBT-Treiber EiceDRIVER SIL und EiceDRIVER Boost (Bild: Infineon)

Für Antriebsumrichter von Hybrid- und Elektrofahrzeugen (HEV) bringt Infineon Technologies neue Hochspannungs-IGBT-Gate-Treiber auf den Markt.

Mit den Ansteuerbausteinen EiceDRIVER SIL und EiceDRIVER Boost lassen sich HEV-Antriebssubsysteme nach den Anforderungen gemäß ASIL C/D für funktionale Sicherheit (ISO 26262) schnell und kosteneffizient entwickeln. Anwendungen für die beiden EiceDRIVER sind HEV-Inverter bis zu 120 kW mit 400-, 600- und 1200-V-IGBTs.

Optimierter Funktionsumfang

Die gemäß AECQ100 qualifizierten Treiber-ICs EiceDRIVER SIL (1EDI2001AS) und EiceDRIVER Boost (1EBN1001AE) bieten einen für die Ansteuerung und Überwachung von IGBTs in einem automobilen Wechselrichter optimierten Funktionsumfang. Beide verfügen über galvanische Isolation und bidirektionale Signalübertragung. Sie bieten aktiven Kurzschluss-Schutz und ermöglichen eine weitere Optimierung des Schaltverhaltens der IGBTs. Der Einsatz der Bausteine in einem HEV-Subsystem spart bis zu 20% der Leiterplattenfläche gegenüber heutigen Lösungen ein. Außerdem senken die Funktionen des EiceDRIVER SIL und EiceDRIVER Boost die Systemkosten: Bis zu 60 diskrete Komponenten entfallen, die heute in herkömmlichen Systemen erforderlich sind.

Umfangreiches Portfolio für hocheffiziente Antriebe

„Als Marktführer bei Leistungs- und Automobilelektronik bietet Infineon das branchenweit umfangreichste Portfolio für hocheffiziente Antriebe mit ASIL C/D-Anforderungen an“, sagt Mark Münzer, Senior Director, Electric Drive Train bei Infineon Technologies AG. „Wir kombinieren Funktionale Sicherheit mit Kosteneffizienz, dadurch helfen unsere Elektromobilitäts-Lösungen, die Gesamt-Systemkosten zu senken und den Wirkungsgrad zu erhöhen.“

HV-IGBT-Gate-Treiber bis 120 kW

Der EiceDRIVER SIL (1EDI2001AS) ist ein Hochvolt-IGBT-Gate-Treiber für Motorantriebe in Automobilen mit bis zu 120 kW Leistung. EiceDRIVER SIL basiert auf der CLT-(Coreless Transformer)-Technologie von Infineon und bietet eine galvanische Trennung zwischen den Niederspannungs- und Hochspannungs-Bereichen. Zur Steuerung und Diagnose verfügt der EiceDRIVER SIL über eine SPI-Schnittstelle, die eine Übertragungsrate von bis zu 2 MBaud aufweist. Um auf Systemebene die Anforderungen an die Funktionale Sicherheit zu erfüllen, sind im EiceDRIVER SIL zahlreiche sicherheitsrelevante Funktionen implementiert. Dazu zählen eine Überstrom-Überwachung und eine Laufzeit-Überwachung für alle Stromversorgungen, für Oszillatoren, Gate-Signale und für die Ausgangsstufe. Ein Verifizierungs-Modus erlaubt die Diagnose auf Systemebene einschließlich Fehler-Injektion und einem Einschalten mit reduzierter Gate-Spannung. Auf der Hochspannungsseite ist der EiceDRIVER SIL so dimensioniert, dass er eine externe Booster-Stufe (Verstärkerstufe) treiben kann. Er ist im PG-DSO-36-Gehäuse erhältlich.

Einkanaliger IGBT-Boost-Treiber

Der EiceDRIVER Boost (1EBN1001AE) ist ein einkanaliger IGBT-Boost-Treiber, der mit dem EiceDRIVER SIL kompatibel ist. Er basiert auf einer leistungsfähigen bipolaren Technologie und ersetzt herkömmliche Verstärkerschaltungen mit diskreten Bauelementen. Dank des thermisch optimierten Gehäuses mit „exposed Pad“ kann er Ströme von bis zu 15 A handhaben. Damit eignet sich der EiceDRIVER Boost für das Gros der Wechselrichtersysteme in Automobilen. Er unterstützt Funktionen wie aktiven Kurzschluss-Schutz und aktive Klemmung, der EiceDRIVER Boost wird im PG-DSO-14-Gehäuse geliefert.

Optimierte Systemlösungen

Mit EiceDRIVER SIL (1EDI2001AS) und EiceDRIVER Boost (1EBN1001AE) lassen sich in Verbindung mit HybridPACK IGBT-Modulen von Infineon optimierte Systemlösungen für elektrische und hybride Automobile realisieren.

Erste Muster sind verfügbar

Erste Muster der Gate-Treiber EiceDRIVER SIL und EiceDRIVER Boost sind verfügbar. Die Bemusterung mit dem Serienprodukt soll im Dezember 2013 beginnen. Die Produktion soll Ende 2014 anlaufen.

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