BUP60 - motorIC

Vollintegrierter 3-Phasen GaN Motor-Umrichter mit smarter Sensorik

Motorumrichter sind zentrale Bausteine für Elektroantriebe in Fahrzeugen und Robotik. Sie wandeln Gleichstrom in steuerbaren Wechselstrom um und ermöglichen so eine präzise Regelung von Elektromotoren, z.B. in Drehzahl und Drehmoment. Heute bestehen sie meist aus zahlreichen einzelnen Bauteilen, die teuer, platzintensiv und anfällig für Ausfälle sind. Neue Halbleitertechnologien wie Galliumnitrid (GaN) ermöglichen kompakte, integrierte und hocheffiziente Lösungen. Bisher wurden solche integrierten Ansätze jedoch nur für Niedervoltanwendungen realisiert. Für Elektroantriebe mit 400/800 V gibt es bislang keine monolithisch integrierte GaN Umrichter. Genau hier setzt das Projekt motorIC an.

Ziel

Im Projekt motorIC wird erstmals ein vollintegrierter 3-Phasen-GaN-Motorumrichter für 400/800 V entwickelt. Er vereint sechs Hochvolt-Transistoren, eine kontinuierliche Strommessung und einen Temperatursensor in einem einzigen Chip. Dadurch entsteht eine hochkompakte Leistungs-Endstufe, die Bauteilzahl, Leiterplattenfläche und Systemkosten erheblich reduziert.

Vorgehen

Entwurf und Beauftragung eines kundenspezifischen 3-Phasen-GaN-ICs mit integrierter Sensorik (GaN Power IC). Entwicklung einer Testplatine für Spannungen bis 400/800 V Aufbau innovativer Sensorkonzepte für Strom- und Temperaturmessung Charakterisierung des Umrichters (Schalt- und Leitverhalten, Wirkungsgrad, Verlustleistung)

Nutzen

Für Entwickler und Hersteller bedeutet motorIC eine neue Generation von kompakten Umrichtern ohne externe Sensorik. Durch die Integration in einem Chip sinken Kosten, Gewicht und Bauraum, während Zuverlässigkeit und Effizienz steigen. Für Anwender wie Fahrzeughersteller oder Robotikunternehmen eröffnet sich der Weg zu leistungsfähigeren, robusteren und effizienteren Antriebssystemen.