Infineon positioniert die OptiMOS-7-40-V-MOSFETs als Bausteine für die nächste Generation leistungsdichter DC-DC-Wandler. Die in Serienproduktion verfügbaren 40-Volt-Komponenten richten sich an Entwickler von KI-Servern, Rechenzentren und Telekommunikationsausrüstung. Ihre Schaltoptimierung berücksichtigt den Zielkonflikt zwischen hoher Frequenz, begrenzter Fläche und thermischer Belastung. Das Portfolio kann in vorhandenen 48-Volt-Stromversorgungen eingesetzt werden und unterstützt den Aufbau von Sekundärstufen für 800-Volt-DC-Architekturen. Mit geeigneten Wandlertopologien sind Frequenzen über 1 MHz erreichbar, wodurch Verluste und der Platzbedarf Netzteile sinken können.
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Hochfrequente Wandlungsstufen verbinden 48-Volt-Systeme mit 800-Volt-DC-Architekturen für Server
Mit seiner Ausrichtung auf hochfrequente DC-DC-Konversion deckt das Portfolio eine zentrale Schnittstelle moderner Stromversorgungskonzepte ab. Es ist für die sekundärseitigen Niederspannungsstufen von Hochvolt-Zwischenkreiswandlern bestimmt, die auch als Intermediate Bus Converter bezeichnet werden. In einer 800-V-DC-Infrastruktur unterstützt es neue Konverterarchitekturen; bei 48-V-Systemen kann es bestehende IBC-Auslegungen bedienen. Der Entwickler erhält damit eine technische Basis, die den Übergang zwischen gegenwärtigen Servernetzteilen und zukünftigen Hochleistungsplattformen konstruktiv unterstützt und Planungsspielraum bewahrt für beide Bereiche.
Niedrige Widerstände und Ladungen verbessern die Leistungsdichte moderner Server
Das Verlustverhalten eines MOSFETs hängt nicht nur vom RDS(on) ab, sondern auch von Qoss und Qg. Infineon berücksichtigt diese Abhängigkeiten bei der OptiMOS-7-40-V-Serie durch eine abgestimmte Parameterauslegung. Sie reduziert Widerstandsverluste während der Leitphase sowie Energieverluste beim Ein- und Ausschalten. Besonders bei hohen Schaltfrequenzen verbessert dies die Effizienz der Stromversorgung. Richard Kuncic bewertet die Maßnahme als wichtigen Beitrag zur Steigerung der Leistungsdichte in KI-Servern, weil weniger Verlustwärme abgeführt werden muss insgesamt.
Neuer Source-Down-Typ erreicht bis 33 Prozent niedrigeren maximalen RDS(on)
Infineon nutzt den Vergleich der Typen IQE010N04LM7CGSC und IQE013N04LM6CGSC, um die Optimierung der OptiMOS-7-Technologie für schnelle Leistungswandler zu quantifizieren. Der neuere Source-Down-Typ weist bei 4,5 V Gate-Source-Spannung einen um bis zu 33 Prozent reduzierten maximalen RDS(on) auf. Für die Gütezahlen der Ausgangsladung Qoss sowie der Gate-Ladung Qg nennt der Hersteller jeweils eine Verringerung von bis zu 35 Prozent. Dies verbessert die Effizienz hochfrequenter Umsetzer und vereinfacht deren thermische Auslegung spürbar.
Neue MOSFETs arbeiten mit 5 Volt und GaN-Treibern effizient
Die 5-V-Optimierung der Gate-Ansteuerung erlaubt den Einsatz der Bauelemente mit Treibern, deren Ausgangspegel auf moderne Niederspannungs-Leistungsschalter abgestimmt sind. Dazu zählen auch Ökosysteme, in denen GaN-Transistoren eingesetzt werden. Für den thermischen Entwurf ist eine maximal spezifizierte Sperrschichttemperatur von 175 °C vorgesehen. Die Kombination aus geeigneter Schaltung, kurzem Strompfad und passender Treiberabstimmung ermöglicht Schaltfrequenzen oberhalb von 1 MHz. Damit eignet sich das Portfolio für Wandler, deren Baugröße und Verluste begrenzt werden sollen.
Overmold-Varianten ergänzen doppelseitig gekühlte MOSFETs für effiziente Stromversorgungen
Die Gehäusekonzepte der MOSFETs IQE010N04LM7CG und IQE010N04LM7CGSC sind für geringe Bauhöhe und hohe thermische Belastbarkeit konzipiert. Infineon setzt dazu auf ein 3,3 mm mal 3,3 mm großes PQFN-Gehäuse mit zentralem Gate und Source-Down-Aufbau. Diese Anordnung schafft Voraussetzungen für kurze Verbindungen zwischen Leistungshalbleiter und umgebender Schaltung. Die Bauteile werden sowohl mit Overmold als auch in einer doppelseitig gekühlten Variante angeboten. In Varianten beträgt der RDS(on) bei 10 V Gate-Source-Spannung 1,0 m?.
Doppelseitig gekühlte PQFN-MOSFETs unterstützen effiziente Hochstromanwendungen zuverlässig
Infineon ergänzt die Source-Down-Ausführungen um drei MOSFETs mit Drain-Down-Aufbau: ISCH65N04LM7SC, ISCH69N04LM7SC und ISC011N04LM7SC. Die Komponenten sitzen in doppelseitig kühlbaren PQFN-Gehäusen mit 5 mm × 6 mm Grundfläche. Bei einer Ansteuerung von 10 V erreichen die Typen maximale RDS(on)-Werte von 0,65 m?, 0,69 m? beziehungsweise 1,1 m?. Aufgrund dieser Kennwerte eignen sie sich für Wandler, bei denen die Verlustleistung, die Wärmeableitung und die verfügbaren Layoutreserven abgestimmt werden müssen. Dies unterstützt kompakte und effiziente Stromversorgungsdesigns gleichermaßen.
Infineon veröffentlicht Leistungsvergleiche für verfügbare OptiMOS-7-40-V-MOSFETs in verschiedenen IBC-Anwendungen
Das 40-V-Portfolio OptiMOS 7 von Infineon ist am Markt verfügbar und wird laut Unternehmen in Serie produziert. Für die Auswahl und Auslegung stellt der Hersteller eine Application Note zur Verfügung. Das Dokument enthält Anwendungsfälle sowie detaillierte Daten zum Leistungsvergleich. Entwickler können daraus ableiten, wie gut einzelne MOSFETs zu einer vorgesehenen IBC-Architektur passen. Darüber hinaus ermöglicht die Unterlage eine Bewertung der thermischen Belastung, der Schaltfrequenz und der Verluste unter anwendungsnahen Betriebsbedingungen.
Das schaltoptimierte OptiMOS-7-Portfolio mit 40-Volt-Sperrspannung adressiert die effiziente Energieumwandlung in datenintensiven Infrastrukturen. Seine MOSFETs sind für hohe Frequenzen ausgelegt und begrenzen durch die Kombination passender Widerstands- und Ladungswerte die entstehenden Verlustleistungen. Für Konstrukteure bieten verschiedene PQFN-Ausführungen zusätzliche Möglichkeiten, elektrische Anbindung, Kühlpfad und Flächenbedarf abzustimmen. Die Baureihe ist mit gegenwärtigen 48-Volt-Versorgungen kompatibel und dient zugleich als Option für neue 800-Volt-Gleichstromkonzepte und unterstützt Stromversorgungsdesigner bei Umsetzung leistungsdichter, thermisch beherrschbarer und effizienter Wandlerstufen.
