EON
ews
n.
558
-
novembre
2012
12
silicio con un diodo
flyback.
La combinazione
della bassa gene-
razione di calore
e della maggiore
densità di poten-
za aumenta la vita
operativa dei com-
ponenti e di con-
seguenza
anche
del sistema nel suo
complesso - un fat-
tore di qualità de-
cisivo per i veicoli
elettrici. Il fatto di
dover sostituire l’e-
lettronica del motore dopo
10
anni non sarebbe ac-
cettabile per i clienti fina-
li. L’inconveniente è che il
mercato non è ancora pre-
parato a pagare il prezzo
più alto degli IGBT in tec-
nologia SiC.
In cima a questo, i profili di
requisiti per i componenti
di pilotaggio più veloci e
per gli elementi passivi,
oltre ai requisiti di com-
patibilità elettromagneti-
ca, sono completamente
diversi. Fino a quando gli
IGBT in tecnologia SIC
non saranno prodotti a
prezzi che il mercato sia
intenzionato a pagare, è
essenziale assicurare che
i componenti continuino ad
operare all’interno dell’a-
rea operativa di sicurezza
(
SOA), e che vengano evi-
tate le alte temperature per
poter garantire di conse-
guenza una vita operativa
lunga per tutti i componenti
elettronici.
L’elettromobilità pone an-
che requisiti radicalmente
nuovi sugli aspetti relativi
al packaging.
Per questo motivo, per la
prima volta,
Bosch Semi-
conductor
ha sviluppato un
IGBT in cui i contatti ad alta
corrente possono essere
saldati invece che avvita-
ti. Siccome le connessioni
del chip non sono saldate
a filo, l’IGBT è conside-
revolmente più resistente
alle vibrazioni. Inol-
tre, l’affidabilità è
aumentata perché
non sorgono solle-
citazioni di torsione
dalle connessioni a
vite. Le connessio-
ni saldate conduco-
no il calore in modo
più efficiente attra-
verso la connes-
sione
principale,
assicurando un’af-
fidabilità ancora su-
periore e una lunga
vita operativa per
il sistema e/o fre-
quenze di commutazione
più elevate. Inoltre, è pos-
sibile ottenere un aspetto
più compatto rispetto agli
alloggiamenti dei moduli
avvitati.
Un altro punto a vantaggio:
il sistema completo può es-
sere fabbricato in modo più
efficiente, perché i contatti
possono essere applicati
con una lavorazione indu-
striale.
Unità per
l’immagazzinamento
dell’energia
Il principale obiettivo nello
sviluppo di nuove unità di
immagazzinamento dell’e-
nergia è di ottenere un alto
grado di densità dei com-
ponenti con una gestio-
ne ottimale del progetto
termico e un peso ridotto.
Un’alternativa interessante
ai sistemi che comportano
I
veicoli elettrici e ibridi ri-
chiedono diversi sistemi
elettronici di potenza oltre
all’unità di trasmissione
stessa; questi includono
il sistema di gestione del-
la batteria in connessione
con la tecnologia inverter
e i sistemi per gestire le
correnti e le tensioni molto
alte che si presentano sot-
to carico e durante il recu-
pero.
Gran parte dei program-
mi di sviluppo sono spinti
dall’esigenza di aumenta-
re l’efficienza e la vita utile
dell’intero sistema, assi-
curando al contempo che
i costi complessivi riman-
gano il più possibile ridotti.
In molti casi questi requisiti
sono mutualmente esclusi-
vi, ad esempio nei casi in
cui le frequenze di commu-
tazione più alte portano a
temperature di giunzione
più elevate, che a loro vol-
ta possono ridurre la vita
operativa dei semicondut-
tori di potenza.
Qui, i componenti con bas-
se perdite da commuta-
zione, che consentono di
ottenere una densità di po-
tenza superiore e progetti
più compatti, con requisiti
meno stringenti sul sistema
di gestione termica, come
gli IGBT in processo SIC,
costituiscono un vantaggio.
Essi presentano capacità
parassite significativamen-
te inferiori rispetto alle tec-
nologie convenzionali ba-
sate su silicio, provocando
una riduzione delle perdite
di commutazione e della
generazione di calore, di
modo che possa fluire più
corrente sulla stessa area.
L’uso di materiale più ro-
busto consente di gestire
temperature superiori con
resistenze di ON inferiori,
permettendo di ottenere
frequenze di commutazio-
ne più elevate con una mi-
nore generazione di calore.
Rohm
sta ora producendo
i primi IGBT in processo
SIC realmente fabbricati in
serie assieme con i diodi
corrispondenti. Essi consi-
stono esclusiv
amente in elementi di po-
tenza in tecnologia SiC e
producono l’85% in meno
di perdite di commutazio-
ne rispetto ad un IGBT al
D
istribuzione
I distributori svolgono un ruolo chiave
nel
promuovere l’elettromobilità
Il passaggio verso l’elettromobilità si sta rivelando
essere uno dei principali motori dello sviluppo di
nuovi componenti e tecnologie. Allo stesso tempo sta
presentando nuove sfide ai produttori, agli OEM e ai
fornitori nel settore automotive. I distributori possono
fornire un supporto prezioso nel risolvere i problemi
che sorgono
A
ndreas
M
angler
Andreas
Mangler,
direttore
Strategic
Marketing & Line
management
di
Rutronik
Elektronische
Bauelemente
GmbH