OptiMOS-7-40-V-Bauelemente von Infineon sind als Leistungs-MOSFETs für anspruchsvolle DC-DC-Wandler verfügbar. Die Produkte gehen in die Serienproduktion und konzentrieren sich auf Versorgungsaufgaben in KI-Servern, Rechenzentren sowie Telekommunikationsnetzen. Dort müssen Entwickler hohe Leistungen bei geringer Baugröße und begrenzter Wärmeabgabe realisieren. Die 40-Volt-MOSFETs dienen sowohl heutigen 48-Volt-Stromversorgungskonzepten als auch dem Übergang zu 800-Volt-DC-Verteilungen. Ihre Schalteigenschaften ermöglichen in geeigneten Topologien Frequenzen oberhalb von 1 MHz. Dadurch können zukünftige Wandler kleiner, effizienter und leistungsfähiger ausgeführt werden.
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800-Volt-Sekundärwandler und 48-Volt-IBCs profitieren vom neuen MOSFET-Portfolio
Für die Energieversorgung leistungsdichter Server ist das Portfolio auf hochfrequente DC-DC-Wandlung zugeschnitten. Seine vorgesehene Position befindet sich auf der Niederspannungsseite von Hochvolt-Zwischenkreiswandlern, die als Intermediate Bus Converter die nachfolgenden Laststufen versorgen. Bei neuen 800-V-DC-Architekturen eignet sich die Baureihe für sekundäre Konverterstufen. Parallel dazu lässt sie sich in heute üblichen 48-V-Systemen einsetzen. Damit steht dem Entwickler ein Baustein zur Verfügung, der bestehende Versorgungskonzepte berücksichtigt und den Aufbau zukünftiger Plattformen technisch unterstützt.
Geringere Schaltverluste schaffen mehr Raum für leistungsstarke KI-Server-Systeme
Mit der abgestimmten Auslegung von RDS(on), Qoss und Qg verfolgt Infineon beim OptiMOS 7 40 V einen systemischen Ansatz zur Verlustsenkung. Der Durchlasswiderstand beeinflusst vor allem die Verluste im leitenden Betrieb, während Ausgangs- und Gate-Ladung für die Dynamik beim Schalten maßgeblich sind. Werden alle drei Größen gemeinsam optimiert, sinkt die gesamte Verlustleistung der Wandlerstufe. Nach Einschätzung von Richard Kuncic ermöglicht dies eine höhere Leistungsdichte und erleichtert die Unterbringung leistungsfähiger Stromversorgungen innerhalb kompakter KI-Server.
Infineon optimiert MOSFET-Kennwerte für verlustarme DC-DC-Wandlerstufen im Hochfrequenzbetrieb
Der direkte Vergleich mit dem IQE013N04LM6CGSC verdeutlicht die Zielsetzung des neuen OptiMOS-7-MOSFETs IQE010N04LM7CGSC: Er soll Verluste in sekundärseitigen Hochfrequenzwandlern reduzieren. Bei einer Gate-Source-Spannung von 4,5 V spezifiziert Infineon einen maximalen RDS(on), der bis zu 33 Prozent unter dem Wert des OptiMOS-6-Vorgängers liegt. Darüber hinaus verringern sich die Gütezahlen für Qoss und Qg jeweils um bis zu 35 Prozent. Damit lassen sich verlustarme, leistungsdichte DC-DC-Stufen für anspruchsvolle Lasten realisieren.
5-Volt-Ansteuerung optimiert OptiMOS-MOSFETs für GaN-Ökosysteme und hohe Temperaturen zuverlässig
Die Bauelemente sind für eine Gate-Spannung von 5 V optimiert, sodass sie an verbreitete Treiberkonzepte für schnelle Leistungswandler angebunden werden können. Ihre Unterstützung für GaN-kompatible Treiber-Ökosysteme eröffnet eine einheitlichere Ansteuerbasis in Systemen mit unterschiedlichen Schaltertechnologien. Die Freigabe bis 175 °C Sperrschichttemperatur berücksichtigt Anwendungen mit hoher thermischer Beanspruchung. Mehr als 1 MHz sind dabei erreichbar, sofern die Wandler-Topologie dies zulässt und Entwickler die parasitären Effekte, den Treiber und die Kühlung sorgfältig berücksichtigen.
Beidseitig gekühlte PQFN-MOSFETs erweitern Optionen für thermisch kritische Anwendungen
Die für Hochfrequenzanwendungen bestimmten MOSFETs IQE010N04LM7CG und IQE010N04LM7CGSC nutzen ein einheitliches Miniaturgehäuse. Das PQFN-Gehäuse misst 3,3 mm mal 3,3 mm und integriert den Gate-Anschluss in zentraler Lage. Mit der Source-Down-Anordnung richtet sich das Aufbaukonzept an Entwickler kompakter Leistungsstufen. Für die Wärmeabfuhr bietet Infineon wahlweise eine Overmold-Ausführung oder eine Ausführung mit beidseitiger Kühlung an. Die elektrischen Kennwerte bleiben dabei gleich: Bei 10 V Gate-Source-Spannung beträgt der maximale RDS(on) jeweils 1,0 m?.
MOSFET-Auswahl deckt unterschiedliche Anforderungen an Widerstand und Kühlung ab
Das erweiterte Angebot umfasst drei Drain-Down-MOSFETs, die sich durch ein doppelseitig kühlbares PQFN-Gehäuse im Format 5 mm × 6 mm auszeichnen. Die Bezeichnungen lauten ISCH65N04LM7SC, ISCH69N04LM7SC und ISC011N04LM7SC. Bei einer Gate-Source-Spannung von 10 V sind maximal 0,65 m?, 0,69 m? beziehungsweise 1,1 m? RDS(on) spezifiziert. Die unterschiedlichen Widerstandsklassen erlauben eine gezielte Auswahl entsprechend der geforderten Effizienz, der thermischen Randbedingungen und der verfügbaren Fläche auf der Leiterplatte in modernen kompakten Stromversorgungsmodulen für Serveranwendungen und Telekommunikation.
OptiMOS 7 40 V unterstützt IBC-Auslegung mit detaillierten Vergleichsdaten
Das in Serie gefertigte OptiMOS 7 40 V Angebot ist laut Infineon verfügbar. Der Hersteller begleitet die Produkte mit einer Application Note, die sowohl Schaltungsbeispiele als auch detaillierte Leistungsdaten enthält. Damit erhalten Entwickler eine belastbare Informationsquelle für den Einsatz in IBC-Stufen. Die Vergleichswerte erlauben die Analyse von Verlusten und Kennwerten unter Bedingungen. Zugleich lassen sich thermische Konzepte, mögliche Schaltfrequenzen und topologische Anforderungen bewerten, bevor eine Lösung für Stromversorgung ausgewählt wird.
Infineons neue 40-Volt-MOSFETs sind auf Wandlerstufen zugeschnitten, die bei hohen Strömen und Frequenzen arbeiten. Die Halbleiter reduzieren Verluste über einen niedrigen Durchlasswiderstand sowie optimierte Ausgangs- und Gate-Ladungen. Das erleichtert die Auslegung effizienter Stromversorgungen mit geringem Platzbedarf. Verschiedene Gehäusevarianten erlauben es, die Wärmeabfuhr an das jeweilige Systemkonzept anzupassen. Neben dem Einsatz in 48-Volt-Intermediate-Bus-Convertern eignen sich die Bauelemente für Sekundärstufen kommender 800-Volt-DC-Wandler. Sie helfen Entwicklern, Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Hochfrequenzfähigkeit nachhaltig zu erhöhen.
