Cambridge GaN Devices (CGD) ha revelado hoy más detalles sobre una solución que permitirá a la empresa abordar aplicaciones de tren motriz de vehículos eléctricos de más de 100 kW -un mercado valorado en más de 10.000 millones de dólares- con su tecnología de nitruro de galio (GaN) ICeGaN®. Combo ICeGaN® combina circuitos integrados inteligentes ICeGaN HEMT e IGBT (transistores bipolares de puerta aislada) en el mismo módulo o IPM, maximizando la eficiencia y ofreciendo una alternativa rentable a las costosas soluciones de carburo de silicio (SiC).

Dr GIORGIA LONGOBARDI | FUNDADOR Y CEO, CGD ha comentado:  «Hoy en día, los inversores para vehículos eléctricos utilizan IGBT, que son baratos pero ineficaces en condiciones de carga ligera, o dispositivos de SiC, que son muy eficaces pero también caros. Nuestra nueva solución Combo ICeGaN revolucionará el sector de los vehículos eléctricos al combinar de forma inteligente las ventajas de las tecnologías GaN y de silicio, manteniendo un coste bajo y los niveles más altos de eficiencia, lo que, por supuesto, se traduce en una carga más rápida y una mayor autonomía. Ya estamos trabajando con fabricantes de vehículos eléctricos de primer nivel y con sus socios de la cadena de suministro para introducir este avance tecnológico en el mercado».

El método patentado Combo ICeGaN aprovecha el hecho de que los dispositivos ICeGaN e IGBT pueden funcionar en una arquitectura paralela con rangos de tensión de accionamiento similares (por ejemplo, 0-20V) y una excelente robustez de puerta. En funcionamiento, el conmutador ICeGaN es muy eficiente, con baja conducción y bajas pérdidas de conmutación a corrientes relativamente bajas (carga ligera), mientras que el IGBT es dominante a corrientes relativamente altas (hacia la plena carga o durante condiciones de sobretensión). Combo ICeGaN también se beneficia de las altas corrientes de saturación y de la capacidad de sujeción de avalancha de los IGBT y de la conmutación muy eficiente de ICeGaN. A temperaturas más altas, el componente bipolar del IGBT empezará a conducir a tensiones de estado activado más bajas, complementando la pérdida de corriente en el ICeGaN. Por el contrario, a temperaturas más bajas, el ICeGaN tomará más corriente. Las funciones de detección y protección se gestionan de forma inteligente para conducir de forma óptima el ICeGaN Combo y mejorar el área de funcionamiento seguro (SOA) de los dispositivos ICeGaN e IGBT.

La tecnología ICeGaN permite a los ingenieros de VE disfrutar de las ventajas de GaN en convertidores CC-CC, cargadores de a bordo y, potencialmente, inversores de tracción. Combo ICeGaN amplía aún más las ventajas de la tecnología GaN de CGD en el rico mercado de inversores de tracción de más de 100 kW. Los CIs ICeGaN han demostrado ser muy robustos y los IGBT tienen un largo y probado historial en aplicaciones de tracción y VE. CGD también ha probado combinaciones paralelas similares y patentadas de dispositivos ICeGaN con MOSFET de SiC, pero el Combo ICeGaN -que ahora se detalla en un artículo publicado en el IEDM- es una solución mucho más económica. CGD espera disponer de demostraciones prácticas de Combo ICeGaN a finales de este año.

Prof. FLORIN UDREA | FUNDADOR Y CTO, CGD afirma: «Después de trabajar durante tres décadas en el campo de los dispositivos de potencia, es la primera vez que encuentro una combinación tecnológica tan complementaria. ICeGaN es extremadamente rápido y tiene un rendimiento estelar en condiciones de carga ligera, mientras que el IGBT aporta grandes ventajas a plena carga, en condiciones de sobretensión y a altas temperaturas. ICeGaN proporciona inteligencia en el chip, mientras que el IGBT ofrece capacidad de avalancha. Ambos utilizan sustratos de silicio, que ofrecen ventajas en cuanto a costes, infraestructura y facilidad de fabricación».

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