Японская Toshiba сообщила о создании сразу двух решений для gate-драйверов нового поколения, которые должны раскрыть потенциал силовых приборов на карбиде кремния (SiC). По словам разработчиков, такие схемы помогут сделать системы электропитания более эффективными и компактными, что особенно важно для инверторов электромобилей и для оборудования центров обработки данных.
Нужно напомнить, что SiC-устройства заметно превосходят классические кремниевые аналоги по скорости переключения. Это позволяет ощутимо снижать потери энергии, однако у инженеров давно есть проблема: высокоскоростная работа часто приводит к росту помех и шума, и найти баланс между минимальными потерями и приемлемым уровнем перенапряжений бывает сложно.
Первое решение получило название Feedback type active gate Driver technology. Его ключевая особенность заключается в автоматической генерации управляющего сигнала, причем в реальном времени. Система обратной связи подстраивает форму сигнала под текущие условия, учитывая изменения температуры и нагрузки. Ранее точной настройке мешали ошибки в напряжении обнаружения, но Toshiba решила вопрос, добавив схему коррекции, которая позволяет определять реальное рабочее напряжение.
На прототипе удалось сохранить стабильность при колебаниях внешних факторов, снизить потери при переключении до 28% и одновременно подавить перенапряжения до 58%. В компании считают, что это напрямую поможет уменьшать габариты и повышать КПД высоковольтных и высокотоковых устройств, включая тяговые инверторы.
Вторая разработка ориентирована на минимальные потери самого привода затвора. Она основана на методе двухзначного взвешенного конденсатора с коммутацией и использует необычную схему подключения, где емкость и приложенное напряжение описываются двоичными значениями. Это позволило сократить число необходимых конденсаторов: для формирования 9 ступеней напряжения на затворе в прототипе хватило 4 конденсаторов, а потери на приводе уменьшились на 84%.
Подробности Toshiba представит на конференции IEEE ISSCC в Сан-Франциско, которая пройдет 15–19 февраля 2026 года. Компания намерена продолжать исследования и как можно быстрее довести технологии до практического применения в собственных устройствах и накопителях, связывая проект с задачами углеродной нейтральности (источник: response.jp).
