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Si-SiC-Kaskode mit integrierter potenzialgetrennter Signalübertragung und integrierter potenzialgetrennter Energieversorgung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017677D
Original Publication Date: 2001-Jul-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23

Publishing Venue

Siemens

Related People

Authors:
Wolfgang Clemens Jens Hauch Heinz Mitlehner Uttenreuth, Dieter Munz [+details]

Abstract

Um Verbraucher (Lampen, Motoren, Ventile usw.), die an Spannungen > 100 V betrieben werden, mit Logiksignalen ( £ 5 V) aus z. B. speicherprogrammierbaren Steuerungen schalten zu können, werden mit Logiksignalen ansteuerbare Hochvoltschalter (Si-SiC-Kaskode) benötigt. Um zu vermeiden, dass Störungen von der Hochvoltseite (Verbraucher) auf die Niedervoltseite (Logik) eingekoppelt werden, die eine Störung bzw. eine Zerstörung der Steuerung zur Folge haben können, müssen die Ansteuerung des Hochvoltschalters sowie die Spannungsversorgung der auf der Hochvoltseite befindlichen Ansteuerschaltung potenzialgetrennt erfolgen. Bisher wird die Ansteuerung (Signalübertragung) und die Energieversorgung der Ansteuerelektronik auf der Hochvoltseite des Schalters mit diskreten Optokopplern für die Signalübertragung und separatem DC/DC-Wandler für die Energieübertragung realisiert. Diese Optokoppler werden aus LEDs (Drei-Fünf-Verbindungen) und Foto-Dioden (Silizium-Technologie) zusammengesetzt. Vorteilhaft lassen sich der Hochvoltschalter (Si-SiC-Kaskode), die Potenzialtrennung und die dazu notwendigen Bauelemente zu einem Bauelement zusammenfassen. Aufgrund dieser Integrierbarkeit kann der Hochvoltschalter mit einer potenzialgetrennten Energieversorgung und mit einer potenzialgetrennten, bidirektionalen Datenübertragung in einem IC-Gehäuse untergebracht werden. Dies bedeutet eine wesentliche Platzreduzierung gegenüber einer Lösung mit diskreten Bauteilen.