SiC-MOSFET-Relais für Hochspannungsanwendungen bis 3.300 V

OMRON Electronic Components Europe hat die neue Relais-Baureihe G3VH vorgestellt, die auf Siliziumkarbid (SiC)-Technologie basiert. Mit Nennspannungen von 1.800 V bzw. 3.300 V zielen diese Halbleiterrelais auf Systeme ab, die Bus- oder Batteriespannungen von über 1.000 V nutzen. Durch den Einsatz von SiC-MOSFETs bieten diese Bauteile eine höhere Robustheit und Langlebigkeit bei deutlich geringeren physischen Abmessungen als herkömmliche Reed-Relais, was die Entwicklung kleinerer und effizienterer Systemarchitekturen ermöglicht.

Technische Spezifikationen der G3VH-Baureihe
Die Relais integrieren Back-to-Back-SiC-MOSFETs mit einem optisch isolierten Gate-Treiber in einem kompakten 6-poligen DIP-Gehäuse. Sie zeichnen sich durch schnelle Schaltzeiten aus (Einschaltzeit 1 ms bis 2 ms, Ausschaltzeit 0,2 ms), was insbesondere für Sicherheitsbefehle und die Verkürzung von Testzyklen in automatisierten Testanlagen (ATE) kritisch ist.

Beide Modelle sind als Schließer (SPST-NO, Typ 1a) ausgeführt und für die Oberflächenmontage (SMD) sowie Durchsteckmontage (THT) verfügbar.

Vorteile durch SiC-Technologie
Die hohe dV/dt-Toleranz von Siliziumkarbid gewährleistet stabiles Schalten auch unter schwierigen elektrischen Bedingungen. Zudem bieten die Komponenten eine exzellente Beständigkeit gegen hohe Betriebstemperaturen und thermische Belastungen. Diese Eigenschaften prädestinieren die G3VH-Serie für den Einsatz in industriellen Antriebssystemen, Photovoltaik-Wechselrichtern, Windkraftanlagen sowie Energiespeichersystemen (ESS).

Zusätzlicher Kontext: Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen, die in der ursprünglichen Ankündigung nicht enthalten sind
In Hochspannungssystemen stellen mechanische Kontakte oder einfache Reed-Relais oft einen Schwachpunkt dar, da sie anfällig für Lichtbogenbildung bei hohen Spannungen und mechanischen Verschleiß bei hohen Schaltfrequenzen sind. SiC-MOSFETs nutzen eine größere Bandlücke (Wide Bandgap), was nicht nur die thermische Belastbarkeit steigert, sondern auch die Schaltverluste im Vergleich zu reinem Silizium massiv reduziert. Ein kritischer technischer Vorteil bei diesen Relais ist die "Back-to-Back"-Konfiguration. Da ein einzelner MOSFET eine interne Body-Diode besitzt, die in Sperrrichtung leitend wird, würde ein einfacher MOSFET nur in einer Stromrichtung sperren können. Die antiparallele (Back-to-Back) Schaltung zweier MOSFETs sorgt dafür, dass das Relais in beide Stromrichtungen effektiv trennen kann, was für DC-Hochspannungsschaltkreise in Batteriesystemen zwingend erforderlich ist. Die optische Isolation verhindert zudem Rückkopplungen zwischen dem Hochspannungsteil und der Steuerlogik (SPS/BMS), was die Betriebssicherheit des gesamten Systems unter Fehlbedingungen erhöht.

Bearbeitet von Lekshman Ramdas, Redakteur bei Induportals – angepasst durch KI.

www.omron.com