Trenden inden for effektelektronikken går i stigende grad i retning af powerhalvledere baseret på nye materialer såsom SiC og GaN, der kan levere en større effekttæthed og bedre effektivitet, hvilket der er øget behov for.
Siliciumbaserede effekttransistorer som for eksempel power MOSFET og IGBT-enheder har hidtil været dominerende og anvendes stadig i vidt omfang. Men i mange nye applikationer er der behov for enheder, som kan levere en større effekttæthed og bedre effektivitet. Derfor er der nu en trend inden for effektelektronikken til i stigende grad at bruge powerhalvledere baseret på nye materialer såsom primært SiC (silicon carbide) og i nogen grad også GaN (gallium nitride), som begge udviser lovende egenskaber. SiC er velkendt, og GaN er på vej frem. GaN kan levere hurtig switching og stor effekttæthed, som giver mulighed for blandt andet at designe effektive og kompakte effektkonvertere.
Det er især problematikken omkring den globale opvarmning og det stadigt stigende energiforbrug på globalt plan, som driver denne udvikling. Energiforsyningen skal i større og større omfang komme fra vedvarende energi baseret på eksempelvis vind- og solenergi, som på sigt skal erstatte de fossile brændstoffer. Samtidig skal det globale energiforbrug reduceres ved blandt andet at gøre elektronikken mere effektiv samt erstatte de nuværende automobiler med elektriske køretøjer.
Anvendelsen af halvledermaterialer såsom SiC er ikke ny, men udviklingen og brugen af SiC-baserede effekttransistorer er stigende. Det fremgik klart på dette års PCIM-fagmesse for powerelektronik primo maj i Nürnberg, hvor et af hovedtemaerne var optimering af effektelektronikken. PCIM har en stadig øget tilslutning, og i år blev de 515 udstillere (heraf halvdelen fra udlandet) besøgt af over 12.000 fagfolk.
Hos tyske Infineon følger man trenden i markedet og opskalerer nu volumenproduktionen af en ny familie af CoolSiC MOSFET-enheder i diskret transistorhus. Det drejer sig om en 1200V-serie i TO247-hus, som kan leveres nu, samt en 650 V-serie i overflademonteret D2PAK, der kan fås i prøveantal senere i år. Med disse nye effekttransistorer satser Infineon på at kunne få en god andel af det hurtigt voksende marked for energieffektive SiC-løsninger til effektkonvertering inden for områder som batteriopladning, energilagring, fotocelleinvertere, UPS-enheder, motordrev og switchmode power supplies i telekomsystemer.
Firmaet udvider også sin familie af CoolSiC Schottky 1200V G5-dioder med en serie i TO247-2-pakning, som nemt kan erstatte Si-dioder for at opnå højere effektivitet. De kan fås til forward-strøm på op til 40A og kan leveres nu.
Læs Jørgen Sarlvit-Larsens rapport fra dette års PCIM-messe i Aktuel Elektronik 8/2019, som udkommer 11. juni.