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ROHM推出內置1700V SiC MOSFET的AC/DC轉換器IC

2019-4-18 15:17:52 新聞來源:第一科技網

 ※截至2019年4月18日 ROHM調查數據

  全球知名半導體制造商ROHM(總部位于日本京都),面向大功率通用逆變器、AC伺服、工業用空調、街燈等工業設備,開發出內置1700V耐壓SiC MOSFET*1)的AC/DC轉換器*2)IC“BM2SCQ12xT-LBZ”。

  近年來,隨著節能意識的提高,在交流400V工業設備領域,相比現有的Si功率半導體,可支持更高電壓、更節能、更小型的SiC功率半導體的應用越來越廣。而另一方面,在工業設備中,除了主電源電路之外,還內置有為各種控制系統提供電源電壓的輔助電源,輔助電源中廣泛采用了耐壓較低的Si-MOSFET和損耗較大的IGBT,在節能方面存在很大課題。

  ROHM針對這些挑戰,于2015年推出全球首款用來驅動高耐壓、低損耗SiC MOSFET的AC/DC轉換器控制IC,并一直致力于開發充分發揮SiC功率半導體性能的IC,在行業中處于領先地位。此次又開發出全球首款※內置SiC MOSFET的AC/DC轉換器IC,將大大促進采用SiC MOSFET的AC/DC轉換器在工業領域的普及。

  “BM2SCQ12xT-LBZ”是世界首款內置節能性能極其優異的SiC MOSFET的AC/DC轉換器IC,消除了分立結構帶來的設計課題,從而可非常容易地開發出節能型AC/DC轉換器。專為工業設備的輔助電源*3)用而優化的控制電路和SiC MOSFET一體化封裝,使得新產品與普通產品相比具有諸多優勢,部件數量顯著減少(將12種產品和散熱板縮減為1個產品),部件故障風險降低,引進SiC MOSFET相應的開發周期減少等,一舉解決了諸多課題。與ROHM以往產品相比,功率轉換效率提高達5%(按功率損耗計算,削減28%)。因此,本產品非常有助于工業設備實現顯著小型化、高可靠性和節能化。

  本產品已于2019年1月開始出售樣品(樣品價格2,500日元/個,不含稅),計劃于2019年5月開始暫以月產10萬個的規模投入量產。另外,本產品和預計今夏開始銷售的評估板將于2019年4月17日~19日在日本幕張國際會展中心舉行的“TECHNO-FRONTIER 2019”上展出。

  未來,ROHM將繼續開發SiC元器件等功率半導體*4)和用來控制功率半導體的IC,并不斷優化這些產品,為工業設備的節能化和系統優化貢獻力量。

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 <新產品特點>

  新產品“BM2SCQ12xT-LBZ”采用專為內置SiC MOSFET而開發的專用封裝,并集成了專為工業設備的輔助電源而優化的SiC MOSFET驅動用柵極驅動電路等控制電路和1700V耐壓SiC MOSFET。

  作為全球首創的內置1700V耐壓SiC MOSFET*的AC/DC轉換器IC,本產品具有以下特點,非常有助于AC400V級工業設備的小型化、節能化以及實現更高可靠性,從而有助于推動采用SiC MOSFET的AC/DC轉換器的順利普及。

  1.將散熱板和多達12種產品一體化封裝,在小型化方面具有壓倒性優勢

  本產品采用一體化封裝,相比采用Si-MOSFET的普通分立結構,部件數量顯著減少,1個封裝內包含多達12種產品(AC/DC轉換器控制IC、800V耐壓Si-MOSFET×2、齊納二極管×3、電阻器×6)和散熱板。另外,由于SiC MOSFET具有高耐壓、抗干擾性能優異的特點,還可實現降噪部件的小型化。

  2.減少開發周期和風險,內置保護功能,可靠性更高

  采用一體化封裝,可減少鉗位電路和驅動電路的部件選型及可靠性評估的工時,可降低部件故障風險,可縮減引進SiC MOSFET時的開發周期,一舉多得。另外,除了通過內置SiC MOSFET而實現的高精度過熱保護(Thermal Shutdown)功能外,還配備了過負載保護(FB OLP)、電源電壓引腳的過電壓保護(VCC OVP)、過電流保護、二次側電壓的過電壓保護功能。進行連續驅動的工業設備電源所需的豐富保護功能齊備,非常有助于提高可靠性。

  3.激發出SiC MOSFET的性能,節能效果顯著

  本產品中搭載的非常適合SiC MOSFET驅動用的柵極驅動電路,通過充分發揮SiC MOSFET的實力,與采用Si-MOSFET的普通產品相比,效率提升高達5%(截至2018年4月ROHM調查數據)。另外,本產品的控制電路采用準諧振方式,與普通的PWM方式相比,運行噪聲低、效率高,盡可能降低對工業設備的噪聲影響。

<采用SiC MOSFET的好處>

  在高耐壓范圍中,SiC MOSFET與Si-MOSFET相比,具有“開關損耗與導通損耗小”、“可支持大功率”、“耐溫度變化”等優勢。基于這些優勢,當SiC-MOSFET用于AC/DC轉換器和DC/DC轉換器等中時,可帶來更高的功率轉換效率、散熱器件的小型化、高頻工作使線圈更小等好處,具有更節能、部件數量更少、安裝面積更小等效果。

<新產品陣容>

<應用示例>

  非常適用于

  ◇通用逆變器◇AC伺服◇PLC(Programmable Logic Controller)

  ◇制造裝置◇機器人◇工業用空調◇工業用照明(街燈等)等、交流400V規格的各種工業設備的輔助電源電路。

<網售信息>

  網售開始時間: 2019年4月18日起

  網售平臺:AMEYA360、Right IC、SEKORM

  評估板預計將于2019年夏季開始發售。

<術語解說>

  *1) SiC(Silicon Carbide,碳化硅)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

  SiC是Si(硅)和C(碳)的化合物。用作半導體材料時,因有望實現超越Si半導體極限的特性而備受矚目。MOSFET是基本半導體元器件-晶體管的一種(結構)。它是通過從外部施加電壓來控制元器件的ON/OFF或電流流動的開關設備。

  *2) AC/DC轉換器

  電源的一種,將交流(AC)電壓轉換為直流(DC)電壓。一般插座中是交流電,而電子設備是直流電工作,因此,是連接插座的電子設備必須的元器件。

  *3) 輔助電源

  在大功率工業設備中,包括使電機等(主機)運行的主電源電路,也包括為控制IC及LED指示燈亮等(輔助)提供電源電壓的輔助電源電路,將這種電源電路稱為“輔助電源”。

  *4) 功率半導體

  用來根據用途轉換電壓和電流的半導體,其性能直接關系到系統和設備的功率效率。要求支持高耐壓、大電流。

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