Solid-State-Circuit-Breaker sollen eine zentrale Schutzfunktion in künftigen 800-Volt-Gleichstromarchitekturen für KI- und Hyperscale-Rechenzentren übernehmen. Infineon und Solaredge erweitern dafür ihre bestehende Zusammenarbeit. Solaredge entwickelt die Schutzschalterlösung, während Infineon Siliziumkarbid-JFETs als Leistungshalbleiter bereitstellt. Ziel ist eine schnelle Fehlerisolierung zwischen Solid-State-Transformer und Compute-Rack. Die steigende Rechendichte von KI-Anwendungen führt zu höheren Leistungsanforderungen an die Energieversorgung. Eine Hochspannungs-Gleichstromverteilung kann dabei mehrere Umwandlungsstufen vermeiden. Gleichzeitig stellt Gleichstrom besondere Anforderungen an den Schutz vor elektrischen Fehlern.
Solid-State-Circuit-Breaker schalten ohne natürlichen Stromnulldurchgang
Bei Wechselstrom durchläuft der Strom periodisch den Nullpunkt. Dieser natürliche Stromnulldurchgang unterstützt das Unterbrechen eines fehlerhaften Stromkreises. In einem Gleichstromnetz fehlt dieser Effekt. Wird ein mechanischer Kontakt unter Last geöffnet, kann deshalb ein Lichtbogen entstehen, der nicht durch einen natürlichen Nulldurchgang erlischt. Konventionelle elektromechanische Schutzschalter reagieren zudem vergleichsweise langsam. Bei hohen Spannungen und Leistungsdichten erfordert die Fehlerabschaltung daher ein anderes Schutzkonzept. Die von Infineon und Solaredge entwickelte Lösung soll Fehler innerhalb weniger Mikrosekunden unterbrechen, ohne dass beim Schaltvorgang ein Lichtbogen entsteht. Damit adressiert die Technik sowohl die schnelle Fehlerisolation als auch die erforderliche Selektivität innerhalb der Gleichstromverteilung.
Siliziumkarbid bildet Basis für den Gleichstromschutz
Als Kernkomponente der Solid-State-Circuit-Breaker kommen „CoolSiC JFET“-Bauteile von Infineon zum Einsatz. Die Siliziumkarbid-Technologie soll geringe Verluste mit der für den Schutzbetrieb erforderlichen Robustheit verbinden. Durch die schnelle Abschaltung sollen Fehler lokal begrenzt werden, bevor sie weitere Teile der Stromverteilung oder angeschlossene Compute-Systeme beeinträchtigen. Gleichzeitig ermöglicht die halbleiterbasierte Schalttechnik kompaktere DC-Verteilungsstrukturen für leistungsdichte Rechenzentren.
Shuki Nir, Chief Executive Officer von Solaredge, sieht in der Technik eine Möglichkeit, Effizienz und Schutz miteinander zu verbinden. Halbleiterbasierte Schutztechnologien könnten Fehler sehr schnell isolieren, ohne die Energieumwandlung wesentlich zu beeinträchtigen. Die Siliziumkarbid-Technologie von Infineon bilde dafür eine technische Grundlage.
Schutztechnik ergänzt Solid-State-Transformer
Die Zusammenarbeit knüpft an eine bereits im November 2025 angekündigte Kooperation beider Unternehmen bei Solid-State-Transformern an. Die entsprechende SST-Plattform von Solaredge nutzt ebenfalls Siliziumkarbid-Komponenten von Infineon. Der Solid-State-Transformer ist für die direkte Umwandlung von Mittelspannung zwischen 13,8 und 34,5 Kilovolt in Gleichspannungen zwischen 800 und 1.500 Volt ausgelegt. Nach Angaben der Unternehmen soll dabei ein Wirkungsgrad von mehr als 99 Prozent erreicht werden. Mehrere bislang getrennte Umwandlungsstufen lassen sich dadurch in einer Lösung zusammenführen. Die Solid-State-Circuit-Breaker ergänzen diese Architektur auf der nachfolgenden Verteilungsebene zwischen Transformer und Compute-Rack. Damit entsteht ein Schutzkonzept für eine durchgängige Gleichstromversorgung.
Solid-State-Circuit-Breaker als Teil der Grid-to-Rack-Architektur
Solaredge entwickelt auf Basis seiner Erfahrungen mit DC-gekoppelter Leistungselektronik eine 800-Volt-Gleichstromverteilung für KI-Infrastrukturen. Die Architektur soll elektrische Energie vom Mittelspannungsnetz über Umwandlung, Verteilung und Schutz bis zum jeweiligen Compute-Rack führen. Infineon steuert hierfür neben Siliziumkarbid-Technologien auch Leistungshalbleiter auf Basis von Silizium und Galliumnitrid bei. Für den Safety-Aspekt ist insbesondere die Verbindung von schneller Fehlererkennung und halbleiterbasierter Abschaltung relevant.
Andreas Weisl, Executive Vice President und Chief Sales Officer Industrial & Infrastructure bei Infineon, verweist auf die zunehmende Empfindlichkeit moderner Dateninfrastrukturen: „Die heutigen Dateninfrastrukturen sind anfälliger für elektrische Störungen geworden, was die Nachfrage nach intelligenteren, schnelleren und robusteren Stromverteilungssystemen antreibt. Durch die Kombination unserer fortschrittlichen Siliziumkarbid-JFET-Technologie mit der Expertise von Solaredge in der Energieverteilung adressieren wir diese Anforderungen und ermöglichen einen schnellen, sicheren und zuverlässigen Betrieb in KI-Rechenzentren.“
