Die Einführung von Siliziumkarbid-(SiC-)MOSFETs und -Modulen beschleunigt sich in Traktionswechselrichtern für Elektrofahrzeuge, Solar-String-Wechselrichtern und netzgebundenen Energiespeichern. SiC schaltet schneller, wird heißer und verträgt höhere Zwischenkreisspannungen. Genau diese Eigenschaften machen die Test- und Sicherheitstrennschaltung um sie herum schwieriger, nicht einfacher. Hier behalten Hochspannungs-Reed-Relais ihren Vorteil.
Warum SiC die Anforderungen an das Schalten erhöht
SiC-Module arbeiten üblicherweise an Zwischenkreisen von 800 V bis 1200 V, mit dv/dt-Werten, die elektromechanische Schütze in Isolationsüberwachungsfunktionen überfordern. Ein Relais, das bei Kilovolt-Stehspannung prellt oder leckt, entwertet die Sicherheitsverriegelung, die es eigentlich gewährleisten sollte. Drei Eigenschaften sind am wichtigsten:
- Stehspannung: Reed-Relais der HVR- und HRM-Familien erreichen 4 kV bis 15 kV Isolation in einem kleinen SIP- oder DIL-Footprint.
- Kontaktprellen: quecksilberbenetzte Reed-Relais liefern effektiv null Prellen, was für ATE entscheidend ist, die die erste Nanosekunde eines Einschaltvorgangs erfassen muss.
- Leckage: Reed-Kontakte weisen Leckage im pA-Bereich auf, sodass die Isolationswiderstandsmessung nicht vom Schalter selbst maskiert wird.
Zwei Aufgaben, bei denen Reed-Relais in SiC-Systemen unschlagbar sind
1. Produktionstest von SiC-Modulen
Jedes IGBT- und SiC-Leistungsmodul wird vor dem Versand auf Durchbruchspannung, Gate-Leckstrom und Kurzschlussfestigkeit geprüft. Hochspannungs-Reed-Relais übernehmen die hochseitige Trennschaltung im Testkopf, da sie Millionen von Zyklen bei Nenn-Stehspannung ohne Kontaktverschweißen überstehen.
2. Sicherheitsverriegelung und Isolationsüberwachung
Beim Laden von Elektrofahrzeugen und in BMS isoliert ein Reed-Relais den Messpfad während der Spannungsfestigkeitsprüfung und gibt ihn erst frei, wenn die Stehspannung bestätigt ist. Halbleiter-Alternativen lecken und fügen Kapazität hinzu, die den Messwert verfälscht.
Auswahl-Checkliste
Bei der Auswahl eines Reed-Relais für SiC-nahe Schaltaufgaben prüfen Sie die Spulenspannung im Vergleich zur verfügbaren Steuerschiene, eine Stehspannung von mindestens dem 1,5-Fachen des System-Zwischenkreises sowie die Kontaktbelastbarkeit für den Teststrom von wenigen Ampere. Für prellfreies ATE wählen Sie quecksilberbenetzte Relais. Für allgemeine Isolation wählen Sie die Trocken-Reed-Serie HVR.
Die Hochspannungs-Reed-Relais-Familien von SHR AUTOSENSOR, einschließlich HVR, HRM, SIP-HV und quecksilberbenetztem HGFR, sind genau für diese Bedingungen gebaut. Die vollständige Modellliste durchsuchen oder senden Sie eine Querverweis-Anfrage für Ihr aktuelles Teil.