Dual-anode MOSFET-thyristor

Thyristoren en triacs die fungeren als schakelaar hebben vanwege hun principiële opbouw een grote kathode/anode-spanningsval in geleidende toestand en ze laten ‘veel te wensen over’ in termen van hun schakelprestaties. Bijgevolg worden deze ‘SCR’-componenten (Silicon Controlled Rectifiers) behoorlijk warm bij grote vermogens; soms leidt dit tot oververhitting en uiteindelijk falen van de gehele component. Tegelijkertijd staat het opwarmen van een traditionele thyristor gelijk aan verspilling van energie, wat leidt tot aanzienlijke verliezen wanneer er wordt opgeschaald naar wereldwijd massaal industrieel en huishoudelijk gebruik. Hoog tijd voor een ‘groener’ onderdeel – dat we hier presenteren.

STMicroelectronics introduceert twee nieuwe MOSFET’s in de geavanceerde PowerFLAT DSC-behuizing (Dual Side Cooling). De componenten meten slechts 5 x 6 mm, waardoor in ECU’s (Electronic Control Units) een grotere vermogensdichtheid mogelijk wordt...

We mogen van geluk spreken, dat onze aarde door haar magneetveld en dampkring wordt beschermd tegen het grootste deel van het kosmische bombardement met deeltjes van de zon en vanuit de rest van het heelal. Zoals u misschien wel weet, kunnen die deeltjes gemakkelijk de bits in de steeds kleiner wordende structuren van de microelektronica laten omkiepen. Maar sinds kort vinden we steeds meer aanwijzingen dat power-MOSFET’s en IGBT’s zelfs kunnen worden vernield door hoogtestraling.

Gevoelige elektronica moet onder ruwe omstandigheden meestal worden beschermd tegen spanningspieken. Normaal gesproken worden daarvoor combinaties van spoelen, condensatoren, weerstanden en onderdrukkingsdioden ingezet. Met de LTC4380 gaat het een stuk eenvoudiger: Een IC bestuurt een snelle power-MOSFET ter beveiliging. Het IC neemt maar weinig plaats in en het trekt een kleine ruststroom.

Diodes Incorporated heeft een nieuw controller-IC voor LED-lampen voorgesteld, de AL1692. Dit IC bevat een zeer efficiënte buck-boost LED-driver voor netspanning-gevoede LED-lampen van 3 tot 20W. Een van de pluspunten van dit IC ten opzichte van vergelijkbare IC's is de mogelijkheid om een standaard triac-regelaar te gebruiken om de aangesloten LED-lamp te dimmen.

Het Amerikaanse bedrijf Wolfspeed heeft een 1000 V MOSFET voorgesteld. De nieuwe MOSFET is geoptimaliseerd voor toepassing in (auto)snelladers en industriële voedingen. Door toepassing van deze MOSFET kan het aantal componenten met 30% worden verminderd, de vermogensdichtheid kan met een factor 3 worden vergroot en het uitgangsvermogen stijgt met 33% t.o.v. vergelijkbare MOSFET's.

Infineon komt met een nieuwe familie MOSFET’s van de 800-V-klasse onder de naam CoolMOS-P7. Ze zijn gebaseerd op de zogenaamde superjunctie-technologie. De MOSFET’s worden geproduceerd in twaalf RDS(on)-klassen beginnend met 0,28 Ω en in zes verschillende behuizingen. Ze zijn vooral geschikt voor schakelende voedingen met kleine vermogens met bijvoorbeeld een flyback-topologie, zoals die wordt gebruikt in LED-lampen en vele andere toepassingen.

Toshiba Electronics heeft twee nieuwe 2-in-1 MOSFET's voorgesteld, de SSM6N61NU en de SSM6L61NU, met een uitstekende warmtedissipatie en een zeer lage drain-source-ON-weerstand. Deze eigenschappen maken de nieuwe componenten zeer geschikt voor DC/DC-converters en power-management-schakelaars in mobiele apparatuur zoals smartphones en tablets.

Omdat er nu eenmaal toch altijd mensen zijn die erin slagen om batterijen verkeerd-om aan te sluiten, is met name voor batterijgevoede apparatuur een ompoolbeveiliging geen overbodige luxe. Voor de realisatie kan in eerste instantie worden gedacht aan een (Schottky-)diode in serie met de voedingslijn. Maar bij voedingsspanningen van slechts 1,5 of 3 V gaat er dan in verhouding wel veel spanning verloren. In die gevallen is het veel beter om, zoals hier wordt voorgesteld, een MOSFET als polariteitsbeveiliging toe te passen, want dan is de spanningsval werkelijk minimaal. Het beste rendement wordt daarbij verkregen met een N-kanaal-type, hoewel die het nadeel heeft dat hij in de negatieve voedingsleiding moet worden opgenomen.

Het meten van de stroomopname van een apparaat is altijd een wat lastige aangelegenheid. Plaatst men daartoe een shuntweerstand in de (positieve) voedingsleiding, dan bezit de meetspanning per definitie een offset ter grootte van de voedingsspanning. De eenvoudigste remedie hiervoor is uiteraard om de meetweerstand in serie met de nulleiding op te nemen, maar helaas is dit uit schakeltechnische overwegingen niet altijd mogelijk. Met bijgaande schakeling kan het euvel worden omzeild. Deze rond een opamp en een MOSFET opgezette "stroommonitor" verwijdert de common-mode-spanning en heeft een instelbare versterking, zodat de overdrachtsverhouding naar wens kan worden gekozen. De stroomopname van het geheel bedraagt slechts enkele mA's.