Automobilhalbleiter und Funktionale Sicherheit

Welche Überlegung zur Auswahl von IGBT, SiC-MOSFET und GaN-HEMT für die Leistungswandlung in Elektrofahrzeugen ist am zutreffendsten?

  1. AGaN-HEMTs sind bei jeder Spannung am besten, daher ist es üblich, alles einschließlich Traktionsinvertern der 1200-V-Klasse durch GaN zu ersetzen
  2. BIGBTs schalten am schnellsten und eignen sich daher am besten für kompakte DC-DC-Wandler, die mit hohen Frequenzen im MHz-Bereich arbeiten
  3. CFür Traktionsinverter mit hoher Spannung und hohem Strom werden Si-IGBTs oder SiC-MOSFETs verwendet, während in On-Board-Ladegeräten und DC-DC-Wandlern, die durch hohe Frequenzen verkleinert werden sollen, auch GaN zunehmend eingesetzt wird
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Antwort: C. Für Traktionsinverter mit hoher Spannung und hohem Strom werden Si-IGBTs oder SiC-MOSFETs verwendet, während in On-Board-Ladegeräten und DC-DC-Wandlern, die durch hohe Frequenzen verkleinert werden sollen, auch GaN zunehmend eingesetzt wird

IGBTs eignen sich für hohe Spannungen und Ströme und sind kostengünstig, wegen des Tailstroms beim Abschalten aber nicht für hohe Frequenzen. SiC-MOSFETs haben auch in der 1200-V-Klasse geringe Verluste und werden zunehmend u. a. in Traktionsinvertern von 800-V-Systemen eingesetzt. GaN-HEMTs sind bis zur 650-V-Klasse besonders für schnelles Schalten geeignet und kommen zunehmend in On-Board-Ladegeräten und DC-DC-Wandlern zum Einsatz, bei denen durch höhere Frequenzen die Bauteile verkleinert werden sollen. Wichtig ist, Materialeigenschaften und Kosten zu vergleichen und je nach Anwendung auszuwählen.

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