Transphorm Inc. — der Marktführer in der Entwicklung und Herstellung der ersten JEDEC- und AEC-Q101-qualifizierten Hochspannungs-Galliumnitrid-Leistungshalbleiter (GaN) mit höchster Zuverlässigkeit—bestätigte heute, dass der Kunde AES Aircraft Elektro/Elektronik System GmbH seine ersten 650-V-GaN-basierten Stromversorgungen freigegeben hat. AES bedient die Luftfahrtindustrie und unterstützt seine Kunden mit verschiedenen Produkten und Dienstleistungen, die von der Elektrotechnik bis hin zur Zertifizierung und Prüfung reichen. Die neuesten Schaltnetzteile des Unternehmens werden derzeit von großen CS-25-Flugzeugherstellern (z. B. in den Flugzeugen Airbus A318-A321, A330, A340, A380 und Boeing B767, B787 VIP) eingesetzt und nutzen die GaN-FETs von Transphorm, um die Gesamteffizienz des Systems um mehr als 10 Prozent im Vergleich zu konkurrierenden Netzteilen (PSUs) auf Silikonbasis zu steigern.
Die beiden GaN-basierten Schaltnetzteile sind das PS250X-500-W-System und das PS6120-1200-W-System. Beide Produkte unterstützen eine Eingangsspannung von 96-130 VAC/360 Hz – 800 Hz mit einer kontinuierlichen Ausgangsleistung von 28 VDC bei 15 A für das 500-W-System und 42 A für das 1200-W-System.
Darüber hinaus hat die AES das PS250X und das PS6120 als DO-160-konform zertifiziert — was dem mehr als 25 Punkte strengen Standard der Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) entspricht. Diese Norm bewertet die Auswirkungen und die Leistung des Systems unter verschiedenen externen und internen Bedingungen auf Flugzeuge — von Druck und Temperatur bis hin zu Spannungsspitzen und HF-Emissionen.
Das Flaggschiff 500 W PS250X ist das erste passiv gekühlte Netzteil der Branche mit 420 W undsetzt Transphorms GaN in einer einphasigen „CCM Boost Power Factor Correction“-Topologie (PFC) ein. Es bietet einen Gesamtwirkungsgrad von mehr als 92 Prozent bei Volllast, was mehr als 10 Prozent über dem seiner Konkurrenz liegt. Das System liefert auch einen Leistungsfaktor von mehr als 0,98 und 200 mVss nominal bei 115 VAC/400 Hz Eingang unter Volllast. Alles innerhalb eines Endprodukts, das 1,4 kg (~3 lbs) beträgt.
Das 1200 W PS6120 nutzt das GaN von Transphorm in einer lüftergekühlten, dreiphasigen CCM-Boost-PFC-Topologie. Es bietet einen Gesamtwirkungsgrad des Systems von mehr als 91,5 Prozent bei Volllast, was 11,5 Prozent mehr ist als bei seiner Konkurrenz. Das PS6120 liefert bei 115 VAC/400 Hz Eingang unter Volllast auch den gleichen Leistungsfaktor und die gleiche Nennwelligkeit wie das PS250X-500-W-Netzteil. Alles innerhalb eines Endprodukts, das 4,0 kg (~8,8 lbs) beträgt.
„Die Luftfahrtindustrie arbeitet daran, die Auswirkungen auf das Klima mit allen Mitteln zu reduzieren“, sagte Dr. Andreas Hammer, Head of Competence Center Power bei AES. „Man bedenke, dass wir Transphorms GaN ersucht haben, um bisher verwendete Silizium-MOSFETs zu ersetzen, um eine effizientere und leichtere Stromversorgung anbieten zu können. Diese Betriebsmittel haben das Potenzial, einen nennenswerten Einfluss zu haben, wenn man bedenkt, dass jedes Flugzeug mehrere solcher Netzteile einsetzt. Nach nur einem Jahr Redesign konnten wir unseren Kunden eine bessere Energielösung anbieten und gleichzeitig die Leistungsgrenze in unserer eigenen Branche anheben.“
Der GaN-Auswahlprozess
AES interessierte sich für die der Technologie innewohnende höhere Schaltfrequenz und prüfte GaN-Leistungsschalterwandler von mehreren Herstellern von Halbleitern für GaN-Bauelemente. Das Unternehmen entschied sich schließlich für die 650-V-GaN-Technologie von Transphorm, primär wegen ihrer einfachen Fahrbarkeit und Designfähigkeit — vor allem, weil die GaN-FETs von Transphorm keine kundenspezifischen Treiber erfordern. Dadurch wird das Systemdesign vereinfacht, während die Ingenieure die Schalter mit der ihnen bereits bekannten Technologie (d. h. Treiber und Pakete) bedienen können. Weitere Faktoren, die die Auswahl von AES beeinflussten, waren die bewährte Zuverlässigkeit von Transphorm — was durch die GaN-Plattform unterstrichen wird, die bei 175°C sowohl eine JEDEC- als auch eine AEC-Q101-Qualifikation erhielt.
„Transphorm hat seine GaN-Geräte konzipiert, um Designer zu befähigen, nicht um sie herausfordern“, sagt Philip Zuk, VP von Worldwide Technical Marketing und NA Sales bei Transphorm, „Unsere normalerweise ausgeschalteten GaN-Geräte mit zwei Schaltern sind in Standardgehäusen erhältlich und benötigen minimale Unterstützungsschaltungen, um sie anzutreiben, was die Größe des Gesamtsystems reduziert, die Zuverlässigkeit erhöht und das Design vereinfacht. Für uns ist es wichtig, dass unsere Kunden mit einem Produkt, dem sie vertrauen, schnell auf den Markt kommen können. Wir fühlen uns geehrt, der GaN-Lieferant von AES zu sein, und sind stolz darauf, dass sie die Arbeit schätzen, die wir geleistet haben, um die Vorteile der GaN-Technologie für die breite Öffentlichkeit zugänglich zu machen.“
Die Netzteile PS250X und PS6120 von AES werden derzeit ausgeliefert.
Über AES
Die AES Aircraft Elektro/Elektronik System GmbH mit Hauptsitz in Deutschland ist ein internationales Unternehmen mit über 160 hochqualifizierten Mitarbeitern, das Kunden aus der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Schifffahrt betreut. Das Portfolio von AES umfasst unter anderem Elektronik für Flugzeugkabinen, umfassende Elektrotechnikdienstleistungen, Elektronikdesign und Zertifizierungsdienste.
Über Transphorm
Transphorm entwirft und produziert die leistungsstärksten und zuverlässigsten 650-V- und 900-V-GaN-Halbleiter für Hochspannungsanwendungen. Transphorm verfügt über das größte IP-Portfolio (über 1.000 Patente) und produziert die ersten JEDEC- und die einzigen AEC-Q101-qualifizierten GaN-FETs der Branche.
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