Niederspannungsschaltgeräte: Einsatz intelligenter Halbleiterschalter als Teil einer Kaskodenschaltung mit SiC - JFETS

Abstract:
Neue unipolare Bauelemente auf Basis von SiC sind wegen ihres geringen Durchlasswiderstandes bei hoher Sperrspannung eine interessante Alternative zu Leistungs-MOSFETs und IGBTs auf Si-Basis zum Schalten von Verbrauchern in Niederspannungs-Verteilungsnetzen. Bisher sind hauptsächlich JFETs realisiert worden, die zum Sperren eine negative Gate-Spannung benötigen und deshalb vorwiegend mit einem zusätzlichen MOSFET in einer Kaskode verschaltet werden. Da der MOSFET gewissermaßen die Steuerung der Kaskode übernimmt, bietet es sich an, einen intelligenten MOSFET (smart power MOSFET) einzusetzen, um dessen integrierte Funktionen für die Kaskode zu nutzen. Grundsätzlich funktioniert das auch, bei genauerer Betrachtung stellt sich jedoch heraus, dass die am Markt verfügbaren smart power MOSFETs für die Anwendung in AC-Netzen nicht gut geeignet sind. Um einen optimalen Nutzen aus dem intelligenten MOSFET zu ziehen, müsste er um Funktionen wie "Abschaltung im Stromnulldurchgang" erweitert werden.