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功率技術/新能源  

ROHM榨出SiC-MOSFET性能極限

上網時間: 2015年05月15日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:變頻器  伺服馬達  AC/DC轉換器  SiC  Si-MOSFET 

ROHM研發在處理大功率(高電壓×大電流)變頻器伺服馬達等工具機上被採用的SiC-MOSFET驅動用交流對直流(AC/DC)轉換器控制IC「BD7682FJ-LB」。新產品可實現過去以個別零件所組成、但有零件數量多問題之搭載SiC-MOSFET的AC/DC轉換器。因此,對要求節能、小型化之AC/DC轉換器市場提供新價值,也對因碳化矽(SiC)功率半導體的普及而形成的社會節能、小型化做出貢獻。

相較於一般搭載Si-MOSFET之AC/DC轉換器,可提升最大6%功率的高效率化、減少散熱零件的使用,達到節能、小型化(50W級電源時)。除使用在一般工具機上之AC400V外,新元件搭載能發揮SiC-MOSFET高電壓AC690V最高性能的多種保護功能,協助提昇工具機可靠度。今後,ROHM亦將投入將AC/DC轉換器控制IC與SiC-MOSFET包在同一封裝的研發。

近年來,各種應用領域節能意識高漲,使用高電壓之工具機應用上也逐漸採用更能節省耗能,支援高電壓之功率半導體與電源IC。其中相較於現有的Si功率半導體,可實現更高電壓、小型化、節能之SiC功率半導體因而備受期待。

另一方面,在AC/DC轉換器上,過去並沒有能充分發揮SiC-MOSFET性能的控制IC,因此在高電壓、電力基礎設施不穩定的區域及小型化與節能上面臨很大的困難。ROHM為解決上述問題,全研發能將SiC功率半導體性能發揮的AC/DC轉換器控制IC。

新產品的特點包括:發揮SiC-MOSFET性能與節能效果、可驅動SiC-MOSFET的小型化,以及搭載即使在高電壓AC690V下也能運作之保護功能。新元件搭載適合SiC-MOSFET驅動的閘極驅動電路,為融合IC的類比設計技術與SiC功率半導體等技術所設計。而且,相較於傳統的脈衝寬度調變(PWM)方式,採用可達到低雜訊、功率高效率化的準諧振方式。

由於在AC/DC轉換器上可驅動SiC-MOSFET,省去傳統的Si-MOSFET所需要的散熱用零件,縮減AC/DC轉換器的體積、重量。且新產品的開關頻率為120kHz,將來也將更進一步致力於高頻化。除使用在一般產業機器上的AC400V外,亦提供能在AC690V下運作的AC/DC轉換器保護電路,支援各種工具機。且搭載電源電壓端子的過電壓保護與輸入電壓端子低電壓保護功能、過電流保護、二次側電壓過電壓保護等要求連續驅動工具機的電源所需之多元保護功能。新元件亦搭載各種保護電路在AC/DC轉換器中,能提升絕緣用途變壓器的選擇自由度。

在高耐壓領域中,SiC-MOSFET相較於Si-MOSFET有開關損耗及導通損耗少、支援大功率、耐溫度變化等優點。藉由這些優點,採用在AC/DC轉換器與DC/DC轉換器等產品時,實現功率變換的高效率化、散熱零件的小型化、可減少高頻運作所需要的電感,零件數削減及安裝面積削減達到小型化及節能的目標。





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