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Los controladores de puerta aislados amplían las opciones para el diseño de potencia de alta tensión
STMicroelectronics presentó nuevos controladores de puerta aislados galvánicamente de 3 A con abrazadera Miller activa integrada para aplicaciones con MOSFET de SiC e IGBT en sistemas industriales de potencia.
www.st.com
La electrónica de potencia de alta tensión requiere controladores de puerta fiables que mantengan un aislamiento seguro y, al mismo tiempo, permitan una conmutación eficiente en condiciones de funcionamiento exigentes. STMicroelectronics ha ampliado su familia de controladores de puerta STGAP3S con nuevos dispositivos aislados galvánicamente de 3 A diseñados para aplicaciones que requieren una menor corriente de accionamiento de puerta, ampliando las opciones disponibles para diseños con MOSFET de carburo de silicio (SiC) y transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) utilizados en sistemas industriales de conversión de energía.
Los nuevos controladores de 3 A se orientan a aplicaciones con menor corriente de accionamiento de puerta
El STGAP3S3S está optimizado para MOSFET de SiC, mientras que el STGAP3S3IF está diseñado para IGBT. Estas incorporaciones complementan las familias STGAP3S existentes de 6 A y 10 A, permitiendo a los ingenieros seleccionar un controlador de puerta cuya corriente de salida se adapte mejor a los requisitos de cada aplicación sin renunciar al aislamiento galvánico reforzado.
La familia completa STGAP3S admite sistemas de alta tensión con tensiones de alimentación de hasta 1200 V, lo que la hace adecuada para circuitos de corrección del factor de potencia (PFC), fuentes de alimentación conmutadas, convertidores CC/CC e inversores.
Las principales aplicaciones incluyen:
- Estaciones de recarga para vehículos eléctricos
- Sistemas de almacenamiento de energía (ESS)
- Inversores solares
- Vehículos eléctricos industriales, como carretillas elevadoras
- Equipos de calentamiento por inducción
- Accionamientos industriales
- Bombas y ventiladores
El aislamiento reforzado mejora la fiabilidad en sistemas de alta tensión
Una de las principales características de la familia STGAP3S es su aislamiento galvánico reforzado, diseñado para mejorar la fiabilidad del sistema en entornos con elevados niveles de interferencias eléctricas.
Los dispositivos soportan tensiones transitorias de hasta 9,6 kV y ofrecen una inmunidad a transitorios de modo común (CMTI) de hasta 200 V/ns, lo que contribuye a mantener un funcionamiento estable durante las rápidas variaciones de tensión habituales en los convertidores de potencia basados en SiC.
La familia también cuenta con certificaciones de seguridad independientes, entre ellas UL 1577 e IEC 60747-17, que confirman el cumplimiento de los requisitos internacionales en materia de aislamiento y seguridad para aplicaciones de alta tensión.
La abrazadera Miller activa integrada reduce los componentes externos
A diferencia de las versiones de 6 A y 10 A, los nuevos controladores de 3 A integran la abrazadera Miller activa completa, incluido el MOSFET de sujeción.
Esta integración evita el encendido no deseado del interruptor de potencia provocado por la capacitancia Miller, reduciendo el riesgo de corrientes de conducción cruzada (shoot-through). Al integrar el MOSFET en el propio dispositivo, también se reduce el espacio ocupado en la placa de circuito impreso, se simplifica el diseño del circuito y disminuye el coste de la lista de materiales, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento de sujeción adecuado para corrientes de accionamiento de puerta de hasta 3 A.
Las familias STGAP3S6 y STGAP3SX, destinadas a corrientes superiores, incorporan un precontrolador para un MOSFET externo, proporcionando una mayor flexibilidad para optimizar la velocidad de actuación de la abrazadera en aplicaciones con corrientes de accionamiento de puerta más elevadas.
Las funciones de protección integradas favorecen una conmutación segura
Todos los controladores STGAP3S incorporan detección de desaturación combinada con apagado suave (soft turn-off), lo que protege los interruptores de potencia durante condiciones de sobrecarga o cortocircuito mediante transiciones controladas de tensión y corriente.
En las versiones de 6 A y 10 A, así como en el nuevo controlador de 3 A para SiC, los ingenieros pueden conectar una resistencia externa para ajustar la velocidad del apagado suave en función de las necesidades de la aplicación.
Entre las funciones adicionales de protección y supervisión se incluyen:
Una de las principales características de la familia STGAP3S es su aislamiento galvánico reforzado, diseñado para mejorar la fiabilidad del sistema en entornos con elevados niveles de interferencias eléctricas.
Los dispositivos soportan tensiones transitorias de hasta 9,6 kV y ofrecen una inmunidad a transitorios de modo común (CMTI) de hasta 200 V/ns, lo que contribuye a mantener un funcionamiento estable durante las rápidas variaciones de tensión habituales en los convertidores de potencia basados en SiC.
La familia también cuenta con certificaciones de seguridad independientes, entre ellas UL 1577 e IEC 60747-17, que confirman el cumplimiento de los requisitos internacionales en materia de aislamiento y seguridad para aplicaciones de alta tensión.
La abrazadera Miller activa integrada reduce los componentes externos
A diferencia de las versiones de 6 A y 10 A, los nuevos controladores de 3 A integran la abrazadera Miller activa completa, incluido el MOSFET de sujeción.
Esta integración evita el encendido no deseado del interruptor de potencia provocado por la capacitancia Miller, reduciendo el riesgo de corrientes de conducción cruzada (shoot-through). Al integrar el MOSFET en el propio dispositivo, también se reduce el espacio ocupado en la placa de circuito impreso, se simplifica el diseño del circuito y disminuye el coste de la lista de materiales, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento de sujeción adecuado para corrientes de accionamiento de puerta de hasta 3 A.
Las familias STGAP3S6 y STGAP3SX, destinadas a corrientes superiores, incorporan un precontrolador para un MOSFET externo, proporcionando una mayor flexibilidad para optimizar la velocidad de actuación de la abrazadera en aplicaciones con corrientes de accionamiento de puerta más elevadas.
Las funciones de protección integradas favorecen una conmutación segura
Todos los controladores STGAP3S incorporan detección de desaturación combinada con apagado suave (soft turn-off), lo que protege los interruptores de potencia durante condiciones de sobrecarga o cortocircuito mediante transiciones controladas de tensión y corriente.
En las versiones de 6 A y 10 A, así como en el nuevo controlador de 3 A para SiC, los ingenieros pueden conectar una resistencia externa para ajustar la velocidad del apagado suave en función de las necesidades de la aplicación.
Entre las funciones adicionales de protección y supervisión se incluyen:
- Bloqueo por subtensión (UVLO)
- Indicación de apagado térmico
- Indicación de activación de la protección por desaturación
- Compatibilidad con tensión negativa de puerta para mejorar la inmunidad frente al encendido no deseado y aumentar la estabilidad de conmutación
Estas funciones de diagnóstico simplifican la supervisión del sistema y mejoran la gestión de fallos en aplicaciones industriales de electrónica de potencia.
Las placas de evaluación facilitan el desarrollo
Para apoyar el desarrollo de aplicaciones, STMicroelectronics ofrece placas de evaluación específicas para los nuevos dispositivos.
Las placas de medio puente EVLSTGAP3S3S y EVLSTGAP3S3IF incorporan circuitos de protección preconfigurados, LED de diagnóstico y puntos de prueba que permiten evaluar el rendimiento de conmutación y las funciones de protección durante el desarrollo.
Disponibilidad
La cartera completa STGAP3S, que incluye la nueva serie STGAP3S3 junto con las familias STGAP3S6 y STGAP3SX, ya se encuentra en producción. Todos los dispositivos se suministran en encapsulado SO16W de cuerpo ancho, con un precio a partir de 1,93 dólares estadounidenses por unidad para pedidos de 1.000 piezas.
Contexto adicional
Esta sección presenta información técnica y una comparación con soluciones competidoras que no se incluían en el anuncio original del producto.
Los controladores de puerta aislados galvánicamente son cada vez más importantes a medida que los sistemas industriales adoptan frecuencias de conmutación más elevadas y semiconductores de banda prohibida ancha, como los MOSFET de SiC. En comparación con los dispositivos convencionales de silicio, los transistores de SiC ofrecen una mayor eficiencia y una conmutación más rápida, pero también requieren controladores de puerta capaces de soportar rápidos transitorios de tensión y evitar conmutaciones no deseadas.
El mercado incluye familias comparables de controladores de puerta aislados de fabricantes como Infineon Technologies, Texas Instruments, onsemi, Analog Devices y Broadcom. Aunque muchas soluciones competidoras también ofrecen aislamiento reforzado, protección por desaturación y una elevada inmunidad CMTI, la nueva serie de 3 A de STMicroelectronics se diferencia por integrar directamente el MOSFET de la abrazadera Miller activa en el controlador de puerta. Este enfoque reduce el número de componentes externos, ahorra espacio en la placa de circuito impreso y simplifica el diseño de la etapa de potencia en aplicaciones que requieren una corriente de accionamiento de puerta moderada.
Editado por Sucithra Mani, editora de Induportals; adaptado con IA.
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Las placas de evaluación facilitan el desarrollo
Para apoyar el desarrollo de aplicaciones, STMicroelectronics ofrece placas de evaluación específicas para los nuevos dispositivos.
Las placas de medio puente EVLSTGAP3S3S y EVLSTGAP3S3IF incorporan circuitos de protección preconfigurados, LED de diagnóstico y puntos de prueba que permiten evaluar el rendimiento de conmutación y las funciones de protección durante el desarrollo.
Disponibilidad
La cartera completa STGAP3S, que incluye la nueva serie STGAP3S3 junto con las familias STGAP3S6 y STGAP3SX, ya se encuentra en producción. Todos los dispositivos se suministran en encapsulado SO16W de cuerpo ancho, con un precio a partir de 1,93 dólares estadounidenses por unidad para pedidos de 1.000 piezas.
Contexto adicional
Esta sección presenta información técnica y una comparación con soluciones competidoras que no se incluían en el anuncio original del producto.
Los controladores de puerta aislados galvánicamente son cada vez más importantes a medida que los sistemas industriales adoptan frecuencias de conmutación más elevadas y semiconductores de banda prohibida ancha, como los MOSFET de SiC. En comparación con los dispositivos convencionales de silicio, los transistores de SiC ofrecen una mayor eficiencia y una conmutación más rápida, pero también requieren controladores de puerta capaces de soportar rápidos transitorios de tensión y evitar conmutaciones no deseadas.
El mercado incluye familias comparables de controladores de puerta aislados de fabricantes como Infineon Technologies, Texas Instruments, onsemi, Analog Devices y Broadcom. Aunque muchas soluciones competidoras también ofrecen aislamiento reforzado, protección por desaturación y una elevada inmunidad CMTI, la nueva serie de 3 A de STMicroelectronics se diferencia por integrar directamente el MOSFET de la abrazadera Miller activa en el controlador de puerta. Este enfoque reduce el número de componentes externos, ahorra espacio en la placa de circuito impreso y simplifica el diseño de la etapa de potencia en aplicaciones que requieren una corriente de accionamiento de puerta moderada.
Editado por Sucithra Mani, editora de Induportals; adaptado con IA.
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