El interruptor GaN de 1200 V permite el flujo de corriente bidireccional con diodos de ruedas libres integrados
Los interruptores de GaN de 1200 V monolíticos (MBDS) con diodos integrados de ruedas libres, fabricadas en Fraunhofer IAF en una oblea multiproyectora ejecutada utilizando tecnología GaN-on-aislante. Crédito: Fraunhofer IAF
Las innovaciones tecnológicas en la electrónica de energía no solo son esenciales para el éxito de la transición energética, sino que también brindan un apoyo sostenible para el desarrollo económico en Europa. El Instituto Fraunhofer para la Física de Estado Sólido Aplicado IAF desarrolla componentes electrónicos de energía basados en el nitruro de galio de semiconductores compuestos de banda ancha (GaN) para permitir desarrollos adicionales en la movilidad eléctrica, la industria energética y la tecnología climática.
Más recientemente, Fraunhofer IAF ha logrado un progreso significativo en los componentes de alto voltaje y de bajo voltaje: en PCIM Europe 2025, los investigadores presentarán un interruptor bidireccional altamente integrado (MBDS) con un voltaje de bloqueo de 1200 V. También demostrarán el uso de un transistor gan convencional con un contacto de compuerta como un interruptor bidirectivo en un t-type de 3-velevel. Ambos resultados se lograron como parte del proyecto Gan4emobil.
La electrónica de potencia eficiente respalda la transición energética y estimula el crecimiento económico
“Los desafíos geopolíticos, como los conflictos arancelarios actuales, son una oportunidad para que las economías europeas obtengan ventajas tecnológicas en las áreas clave de generación y movilidad de energía mediante el desarrollo de sus propias soluciones en la electrónica de energía”, enfatiza Achim Lösch, desarrollador empresarial para productos electrónicos de alta frecuencia y potencia en Fraunhofer IAF.
“El valor agregado de la electrónica de potencia innovadora es obvio: lograr más potencia, mejor eficiencia y mayor compacidad al mismo tiempo avanza las tecnologías relevantes del futuro: los automóviles eléctricos se cargan más rápido y la energía de las fuentes renovables puede convertirse y almacenarse de manera más eficiente. En Fraunhofer IAF, estamos trabajando intensamente para proporcionar un imperetos positivos en estas áreas importantes basadas en Gan Innovative Gan,”.
Interruptor BAN de 1200 V bidireccional (MBDS) con diodos integrados de ruedas libres
Los investigadores de Fraunhofer IAF han desarrollado un GaN MBDS adecuado para la clase de voltaje de 1200 V con diodos integrados de ruedas libres y la integraron con éxito en su propia tecnología GaN. Los investigadores utilizaron la nueva tecnología GaN-on-A-Insulator de Fraunhofer IAF para la fabricación: los materiales altamente aislantes como el carburo de silicio (sic) y el zafiro se utilizan como sustrato portador para el semiconductor de energía GaN para mejorar el aislamiento entre los componentes y aumentar el voltaje de desglose.
El MBDS bloquea el voltaje y realiza la corriente en dos direcciones, lo que ahorra espacio en la chip y reduce las pérdidas de conducción, ya que solo hay una región de agotamiento dividido. El GaN MBDS se puede usar en convertidores de energía conectados a la red para la generación y almacenamiento de energía, así como los sistemas de accionamiento eléctrico. En estas aplicaciones, el MBDS permite el desarrollo de sistemas en la clase de 1200 V.
Los desarrolladores están trabajando intensamente en vehículos eléctricos en esta clase de voltaje, ya que el aumento de los voltajes de bloqueo ofrece ventajas significativas en términos de usabilidad cotidiana: los aumentos de energía de carga y las pérdidas de energía durante la operación disminuyen como resultado de una menor resistencia. Los automóviles eléctricos con 400 V actualmente dominan el mercado, pero la tecnología de 800 V está ganando terreno. El salto a 1200 V tiene un efecto positivo en la capacidad de larga distancia de los automóviles eléctricos y el valor de servicios públicos de los camiones eléctricos.
El Dr. Michael Basler, Michael Basler, presenta el 200 V GaN MBDS con periféricos integrados en la sesión oral en los dispositivos GaN II en la etapa München 1. Se basará en el artículo de Basler en el documento de Basler “altamente integrado de 1200 v Gan, el cambio bidireccional monolítico”, que se publicará en la conjunción con PCIM 2025.
Gan Hemt de GaN como un interruptor bidireccional en el rango de bajo voltaje
Fraunhofer IAF también ha progresado en el campo de los convertidores de niveles múltiples con interruptores bidireccionales para voltajes de bloqueo de hasta 48 V: los investigadores han utilizado un hemt convencional de homicina única (transistor de movilidad de electrones) basado en el nitruro de nitruro de aluminio por nitruro de aluminio (algán/gan). convertidor como un interruptor bidireccional, logrando así un control más simple del transistor que con un transistor bidireccional con dos puertas para tales topologías. Al igual que el 1200 V MBDS, este enfoque innovador permite un control más simple además de un diseño de componentes de eficiencia espacial.
El 6 de mayo, Daniel Grieshaber presentará los resultados que se muestran en su artículo “Investigación de un Hemt de GaN de una sola puerta como un interruptor bidireccional en una topología multinivel de bajo voltaje” en la Conferencia PCIM.
Proporcionado por el Instituto Fraunhofer para Física de Estado Sólido Aplicado
Cita: el interruptor de GaN de 1200 v permite el flujo de corriente bidireccional con diodos integrados de ruedas libres (2025, 29 de abril) recuperado el 29 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-gan-enables-bidireccional-current-current.html
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