ROHM推出全球首創※內建1700V SiC MOSFET AC/DC轉換IC
大幅縮小交流400V工控裝置 提昇節能效果及高可靠性

2019年4月18日

※2019年4月18日ROHM調查

＜概要＞

1700V耐圧SiC MOSFET 内蔵AC/DCコンバータ IC「BM2SCQ12xT-LBZ」

半導體製造商ROHM（總公司：日本國京都市）針對大功率通用變流器、AC伺服器、工業用空調、街燈等工控裝置，研發出內建1700V耐壓SiC MOSFET*1)的AC/DC轉換器*2)IC「BM2SCQ12xT-LBZ」。
「BM2SCQ12xT-LBZ」是世界首款內建高度節能性的SiC MOSFET AC/DC轉換IC，克服了離散式結構所帶來的設計課題，因此可輕易地研發出節能型AC/DC轉換器。透過專為工控裝置輔助電源*3)設計的最佳化控制電路和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，像是大幅減少零件數量（將12種產品和散熱板縮減為1個產品），降低零件故障風險，縮短導入SiC MOSFET的開發週期等，一舉解決了諸多課題。與ROHM傳統產品相比，功率轉換效率提高達5%（相當於功率損耗減少28%）。因此，本產品非常有助於工控裝置的小型化和節能化，有效提升可靠性。
本產品已於2019年1月開始出售樣品（樣品價格2,500日元/個，不含稅），計畫於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於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。

＜背景＞

近年來隨著節能意識的提高，在交流400V工控裝置領域，與現有的Si功率半導體相比，可支援更高電壓、更節能、更小型化的SiC功率半導體的應用越來越廣泛。另一方面，在工控裝置中除了主電源電路之外，還內建為各種控制系統提供電源電壓的輔助電源，輔助電源中廣泛採用了耐壓較低的Si-MOSFET和損耗較大的IGBT，在節能方面存在著很大的課題。ROHM針對這些挑戰，於2015年推出了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，並一直致力於研發可充分發揮SiC功率半導體性能的IC，在業界中一直處於領先地位。此次又研發出全球首款內建SiC MOSFET的AC/DC轉換IC，將加速SiC MOSFET AC/DC轉換器在工業領域的普及。

＜新產品特點＞

新產品「BM2SCQ12xT-LBZ」採用了專為內建SiC MOSFET而研發的專用封裝，內建專為工控裝置輔助電源最佳化的SiC MOSFET驅動用閘極驅動電路等控制電路，以及1700V耐壓SiC MOSFET。作為全球首創的內建1700V耐壓SiC MOSFET*的AC/DC轉換IC，本產品具有以下特點，有助於AC400V級工控裝置的小型化、節能化以及實現更高可靠性，從而提昇SiC MOSFET的AC/DC轉換器的普及。

1. 散熱板和多達12種產品採用一體化封裝，在小型化方面具有壓倒性優勢

本產品採用一體化封裝，與採用Si-MOSFET的普通離散式結構相比較，零件數量大幅減少，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、齊納二極體×3、電阻×6）和散熱板。另外，由於SiC MOSFET具有高耐壓、抗干擾性能優異的特點，還可實現降噪零件的小型化。

2. 減少研發週期和風險，內建保護功能，可靠性更高

採用一體化封裝，不僅可減少鉗位元電路和驅動電路的零件選型及可靠性評估的工時，還可降低零件故障風險，並縮減引進SiC MOSFET時的研發週期，一舉數得。另外，除了通過內建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）、過電流保護及二次側電壓的過電壓保護功能。進行連續驅動的工控裝置電源所需的豐富保護功能齊備，非常有助於提高可靠性。

 

3. 充分發揮SiC MOSFET性能，節能效果顯著

本產品亦搭載適用SiC MOSFET驅動用的閘極驅動電路，可充分發揮SiC MOSFET的實力，與採用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）。另外，本產品的控制電路採用準諧振方式，與普通的PWM方式相比，運行雜訊低、效率高，盡可能降低對工控裝置的雜訊影響。

 

＜採用SiC MOSFET的好處＞

在高耐壓範圍中，SiC MOSFET與Si-MOSFET相比，具有「開關損耗與導通損耗小」、「支援大功率」、「可確實對應溫度變化」等優勢。基於這些優勢，當SiC-MOSFET用於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、零件數量更少、安裝面積更小等效果。

＜產品系列＞

產品型號電源電壓範圍正常時
工作電流		猝發模式時
工作電流		最大工作
頻率		FB OLPVCC OVP工作溫度範圍
BM2SCQ121T-LBZVCC:
15.0V ~ 27.5V
DRAIN:
1700V (Max.)		2000μA (Typ.)500μA (Typ.)120kHz (Typ.)Auto RestartLatch-40℃ ～ 105℃
BM2SCQ122T-LBZLatchLatch
BM2SCQ123T-LBZAuto RestartAuto Restart
BM2SCQ124T-LBZLatchAuto Restart

＜應用範例＞

◇通用逆變器    ◇AC伺服器    ◇PLC（Programmable Logic Controller）
◇製造装置    ◇機器人    ◇工業用空調
◇工業用照明（街燈等）、交流400V規格的各種工控裝置的輔助電源電路。

＜名詞解釋＞

*1) SiC（Silicon Carbide、碳化矽）、MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）
SiC是Si（矽）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是基本半導體元件-電晶體的一種（結構），它是通過從外部外加電壓來控制元件的ON/OFF或電流流動的開關裝置。
*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，而電子裝置是直流電工作，因此，是連接插座的電子裝置必須的元件。
*3) 輔助電源
在大功率工控裝置中，包括讓馬達（主機）運行的主電源電路，也包括為控制IC及LED指示燈（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，其性能直接關係到系統和裝置的功率效率，也需要其來處理高耐壓和大電流的情況。
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