Mit der Entwicklung der Galliumnitrid-Schnellladetechnologie erfreut sich das Schnellladen mit hoher Leistung an mehreren Ports zunehmender Beliebtheit. Schnellladegeräte mit 100 W und 120 W wurden nacheinander auf den Markt gebracht, um den Bedarf der Verbraucher an leistungsstarken Mehrfachladefunktionen zu decken und die Marktlücke zu schließen. Für das Schnellladen mit hoher Leistung ist eine PFC-Schaltung (Leistungsfaktorkorrektur) erforderlich, die die Leistungsfaktorkorrektur durchführt und Störungen im Stromnetz unterdrückt.

Aktive PFC-Schaltungen werden üblicherweise in Ladegeräten eingesetzt, um mittels Induktor-Boost-Schaltung und Diodengleichrichtung eine Leistungsfaktorkorrektur zu erreichen. Um eine hohe Ausgangsleistung bei geringer Größe zu erzielen, verwendet die PFC-Schaltung zudem Galliumnitrid-Schaltröhren, um die Betriebsfrequenz zu erhöhen und die Größe der magnetischen Bauteile zu reduzieren.

Schnelle Erholungsdioden weisen eine lange Sperrverzögerungszeit und hohe Schaltverluste auf, wodurch sie für Anwendungen mit geringen Stückzahlen und hohen Frequenzen ungeeignet sind. Siliziumkarbiddioden hingegen besitzen keinen Sperrstrom und eignen sich hervorragend für Gleichrichteranwendungen bei hohen Frequenzen. In Kombination mit den weit verbreiteten Galliumnitrid-Schaltröhren ermöglicht diese leistungsstarke Lösung eine höhere Frequenz und geringere Verluste. Dadurch können die magnetischen Bauteile verkleinert und die Leistungsdichte des Ladegeräts erhöht werden.

Mipsen hat drei Siliziumkarbiddioden in verschiedenen Gehäuseformen für PFC-Gleichrichtungsanwendungen in Hochleistungs-Mehrfach-Schnellladegeräten auf Galliumnitridbasis auf den Markt gebracht. Mipsen-Siliziumkarbiddioden werden bereits häufig in Hochleistungs-Schnellladegeräten, beispielsweise der Marken MOMAX und REMAX, eingesetzt.

Ein intuitiver Vergleich der Gehäusegrößen der drei Siliziumkarbiddioden von Mipsen zeigt, dass TO252 die größte Platinenfläche beansprucht, gefolgt von DFN8*8 und DFN5*6, das die kleinste ist.

Die erste ist die beliebte Siliziumkarbiddiode MSM06065G1 im DFN5*6-Gehäuse.

Die Siliziumkarbiddiode MSM06065G1 ist im DFN5*6-Gehäuse untergebracht. Das ultradünne Gehäuse spart Platz und eignet sich für Hochleistungs-Galliumnitrid-Adapter mit extrem hoher Leistungsdichte.

Die Siliziumkarbiddiode MSM06065G1 zeichnet sich durch eine Spannungsfestigkeit von 650 V, einen Dauerstrom von 6 A bei 150 °C, einen Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis 175 °C, einen Durchlassspannungsabfall von 1.3 V und einen positiven Temperaturkoeffizienten aus. Sie kann direkt parallel geschaltet werden und eignet sich für Schaltnetzteile, Leistungsfaktorkorrektur, Motorantriebe und Xenon-Beleuchtung.

Als nächstes kommt die Siliziumkarbiddiode MSL06065G1 im DFN8*8-Gehäuse.

Die Siliziumkarbiddiode MSL06065G1 ist im DFN8*8-Gehäuse untergebracht. Das ultradünne Gehäuse spart Platz. Die großflächige Kühlfläche verbessert die Wärmeableitung. Sie eignet sich für Hochleistungs-Galliumnitrid-Adapter, bei denen nicht die höchste Leistungsdichte erforderlich ist.

Die Siliziumkarbiddiode MSL06065G1 zeichnet sich durch eine Spannungsfestigkeit von 650 V, einen Dauerstrom von 6 A bei 150 °C, einen Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis 175 °C, einen Durchlassspannungsabfall von 1.4 V und einen positiven Temperaturkoeffizienten aus. Sie kann direkt parallel geschaltet werden und eignet sich für Schaltnetzteile, Leistungsfaktorkorrektur, Motorantriebe und Xenon-Beleuchtung.

Schließlich gibt es noch die Siliziumkarbiddiode MSD04065G1 im TO-252-Gehäuse.

Die Siliziumkarbiddiode MSD04065G1 ist im TO-252-Gehäuse untergebracht, welches eine höhere Baugröße aufweist und sich für den Einsatz in Netzteilen mit geringen Leistungsdichteanforderungen eignet.

Die Siliziumkarbiddiode MSD04065G1 zeichnet sich durch eine Spannungsfestigkeit von 650 V, einen Dauerstrom von 4.8 A bei 150 °C, einen Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis 175 °C, einen Durchlassspannungsabfall von 1.45 V und einen positiven Temperaturkoeffizienten aus. Sie kann direkt parallel geschaltet werden und findet Anwendung in Schaltnetzteilen, zur Leistungsfaktorkorrektur, in Motorantrieben und in Xenon-Beleuchtungsanwendungen.

Zusammenfassung des Ladekopfnetzes

Siliziumkarbiddioden weisen eine höhere Überspannungssicherheit auf, was den Wirkungsgrad unter Volllastbedingungen verbessert. Im Vergleich zu Siliziumdioden bieten Siliziumkarbiddioden einen höheren Wirkungsgrad und einen geringeren Wärmebedarf. Parallelgeschaltete Bauelemente verhindern ein thermisches Durchgehen und weisen nahezu keine Schaltverluste auf. Aufgrund dieser Vorteile haben sich Siliziumkarbiddioden weit verbreitet und die herkömmlichen schnellen Erholungsdioden nach und nach ersetzt.

Die Leistungsfähigkeit von Halbleitern der dritten Generation übertrifft die herkömmlicher Siliziumbauelemente hinsichtlich Leistungsdichte und Schaltfrequenz deutlich. Der Einsatz von Siliziumkarbiddioden von Mipurson in Ladegeräten kann die Betriebsfrequenz erhöhen, die Größe reduzieren, die Effizienz und Leistungsdichte verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit von Ladegeräten steigern. Darüber hinaus verbessern die hohe Hitzebeständigkeit und Zuverlässigkeit von Siliziumkarbidbauelementen die Zuverlässigkeit des Ladegeräts.

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