世界首創、SiC驅動用AC/DC轉換控制IC
將SiC-MOSFET榨出性能極限,協助工具機之節能、小型化

2015年5月5日

※2015年3月25日現在 ROHM調查

<要旨>

BD7682FJ-LB的封裝SOP-J8 半導體製造商ROHM株式會社(總公司:日本京都市)研發出在處理大功率(高電壓×大電流)之變頻器與伺服馬達等工具機上被採用之SiC-MOSFET驅動用AC/DC轉換器控制IC「BD7682FJ-LB」。
本產品可輕易實現過去以個別零件所組成、但有零件數量多的問題之搭載SiC-MOSFET的AC/DC轉換器。因此,對要求節能、小型化之AC/DC轉換器市場提供了嶄新的價值,也對因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,達到驚人的節能、小型化(50W級電源時)。
除了使用在一般工具機上之AC400V外,搭載了能發揮SiC-MOSFET高電壓AC690V最高性能的多種保護功能,協助提昇工具機之可靠度。
此外,本產品預計從8月開始提供樣品。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,ROHM也預計將領先業界、進行產品化。

<背景>

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性能之控制IC,因此在高電壓、電力基礎設施不穩定的區域以及小型化與節能上面臨了很大的困難。

<新產品的特點>

  1. 發揮SiC-MOSFET的性能、驚異的節能效果
    本產品搭載了最適合SiC-MOSFET驅動之閘極驅動電路,係融合IC的類比設計技術與SiC功率半導體等獨家技術所設計。而且,相較於傳統的PWM方式,則採用了可達到低雜訊、功率高效率化之準諧振方式。
    因此,可將AC/DC轉換器所採用之SiC-MOSFET的能力發揮至極限,達到驚異的節能效果。
  2. 可驅動SiC-MOSFET、極致的小型化
    由於在AC/DC轉換器上可驅動SiC-MOSFET,省去傳統的Si-MOSFET所需要之散熱用零件,縮減AC/DC轉換器的體積、重量。尚且,新產品的開關頻率為120kHz,將來也將更進一步致力於高頻化。
  3. 搭載即使在高電壓AC690V下也能運作之保護功能

    除了使用在一般産業機器上之AC400V外,亦提供能在AC690V下運作之AC/DC轉換器保護電路,支援各種工具機。且搭載了電源電壓端子的過電壓保護與輸入電壓端子之Brown in・Brown out(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之工具機的電源所需之多元保護功能,對提昇可靠性有所貢獻。亦搭載各種保護電路在AC/DC轉換器中,能提升絕緣用途之變壓器的選擇自由度。

<採用SiC-MOSFET的好處>

AC/DC轉換器之Si對SiC效率比較

在高耐壓領域中,SiC-MOSFET相較於Si-MOSFET有「開關損耗・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。

<名詞解釋>

  • SiC(碳化矽)
    Si(矽)與とC(碳)的化合物半導體。可超越Si半導體極限之特性的功率半導體而備受期待。
  • AC/DC轉換器
    電源的一種、將交流(AC)轉換為直流(DC)電壓。一般而言,由於插座流通的是交流電、電子裝置為直流電,因此從插座到電子裝置中間需要使用AC/DC轉換器。
  • MOSFET(金氧半場效電晶體 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
    半導體零件原料電晶體的一種。藉由從外部施加電壓,可控制裝置的ON/OFF、或是電流流通之開關裝置。
  • 功率半導體
    為了轉換為不同用途之電壓與電流所採用之半導體,其性能直接關係到系統與裝置的功率效率。市場對於高耐壓・大電流產品需求日益增高。
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