ROHM推出業界首創內建1700V SiC MOSFET
小型表面封裝AC/DC轉換IC「BM2SC12xFP2-LBZ」
大幅削減工廠安裝成本 實現工控裝置小型化、節能化及提升可靠性

2021年6月17日

※截至2021年6月17日 ROHM調查

半導體製造商ROHM(總公司:日本京都市)針對大功率通用逆變器、AC伺服器、工業用空調、路燈等工控裝置,研發出內建1700V耐壓SiC MOSFET*1的AC/DC轉換器*2IC「BM2SC12xFP2-LBZ」。

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,SiC功率半導體支援更高電壓,且更節能、更小型,因此相關應用也越來越廣泛。另一方面,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,但由於廣泛採用了耐壓較低的Si-MOSFET和損耗較大的IGBT,因此在節能面存在著很大的課題。ROHM基於上述挑戰,於2019年開始研發內建高耐壓、低損耗SiC MOSFET的插裝型AC/DC轉換IC,並致力於研發可更加充分發揮SiC功率半導體性能的IC,保持在業界中的領先地位。

此款全新的AC/DC轉換IC內建了節能性非常出色的SiC MOSFET,以及專為工控裝置輔助電源*3最佳化的控制電路,並採用小型表面封裝(TO263),有助使節能型AC/DC轉換器的研發變得更加容易。運用於交流400V、48W輸出的輔助電源時,在電路板上實現了自動打件安裝,這是以往不可能達成的。而且與市場競品的配置相比,零件數也有顯著減少(將散熱板和12個零件縮減為1個)。這不僅可降低零件故障的風險,還藉由SiC MOSFET將功率轉換效率提升高達5%。因此不僅有助大幅削減工廠安裝成本,還可以實現工控裝置的小型化、節能化及提升可靠性。

新產品已於2021年5月開始出售樣品(樣品價格 1,500日元/個,未稅),計畫於2021年10月起暫以每月10萬個的規模投入量產。另外,新產品和搭載新產品的評估板「BM2SC123FP2-EVK-001」已於電商開始銷售。

今後ROHM將繼續研發SiC等先進功率半導體*4和先進類比控制IC,不斷優化產品並提供更好的解決方案,為工控裝置的節能和系統最佳化有所貢獻。

 

<新產品特點>

「BM2SC12xFP2-LBZ」採用為內建SiC MOSFET所研發的專用封裝,當中匯集了1700V耐壓SiC MOSFET和專為工控裝置的輔助電源最佳化的SiC MOSFET驅動用閘極驅動電路等。對於內建1700V耐壓SiC MOSFET的AC/DC轉換IC而言,若能達成以下特點,將有助推廣極具優勢、且內建SiC MOSFET的AC/DC轉換器。

1.支援高達48W輸出功率的表面封裝產品,有助大幅降低工廠安裝成本

新產品採用為內建SiC MOSFET而研發的表面封裝「TO263-7L」。儘管體積小巧,但仍可充分確保處理大功率時的封裝安全性(爬電距離),而且以無散熱器的表面封裝產品而言,甚至可支援高達48W(24V、2A等)的輸出功率。另外還可利用自動裝置將本產品安裝在電路板上,這是過去類似產品所無法做到的。加上可削減元件數量的優勢,將有助大幅降低工廠安裝成本。

2.將散熱板及12個零件縮減為1個,在小型化方面具有壓倒性優勢

新產品採用一體化封裝,與採用Si-MOSFET的離散式產品配置相比,零件數量顯著減少,1個封裝內包含多達12個零件(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、抗噪性能優異的特點,還有助於降噪零件的小型化。

3.減少研發週期和風險,內建保護功能,可靠性更高

新產品採用一體化封裝,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,縮減導入SiC MOSFET時的研發週期。另外,除了透過內建SiC MOSFET確保了高精度過熱保護(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等,擁有進行連續運作的工控裝置電源所需的豐富保護功能,非常有助提高可靠性。

4.充分發揮SiC MOSFET性能,節能效果顯著

新產品中搭載的SiC MOSFET驅動用閘極驅動電路,透過更加充分發揮SiC MOSFET的特性,與採用Si-MOSFET的一般配置相比,功率轉換效率提升高達5%(截至2021年6月ROHM調查資料)。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、效率更高,因此可將對工控裝置的雜訊影響降到最低。

<內建SiC MOSFET的AC/DC轉換IC產品系列>

產品型號 封裝 電源電壓範圍 MOSFET 工作頻率 VCC OVP FB OLP 工作溫度範圍
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BM2SC121FP2-LBZ
TO263-7L 15.0V

27.5V
SiC MOSFET
1700V (Max.)
1.12Ω (Typ.)
120kHz
(Max.)
Latch Auto Restart -40℃

+105℃
Newicon
BM2SC122FP2-LBZ
Latch Latch
Newicon
BM2SC123FP2-LBZ
Auto Restart Auto Restart
Newicon
BM2SC124FP2-LBZ
Auto Restart Latch
BM2SCQ121T-LBZ TO220-6M Latch Auto Restart
BM2SCQ122T-LBZ Latch Latch
BM2SCQ123T-LBZ Auto Restart Auto Restart
BM2SCQ124T-LBZ Auto Restart Latch

<應用範例>

非常適用於

  • ◇通用逆變器
  • ◇AC伺服器
  • ◇PLC(Programmable Logic Controller)
  • ◇製造裝置
  • ◇機器人
  • ◇工控空調
  • ◇工控照明(路燈等)

等交流400V規格的各類型工控裝置輔助電源電路。

<電商銷售資訊>

發售時間:2021年5月下旬起

銷售產品:

概要 產品型號

內建1700V耐壓SiC MOSFET

AC/DC轉換器IC

BM2SC121FP2-LBZ
BM2SC122FP2-LBZ
BM2SC123FP2-LBZ
BM2SC124FP2-LBZ
BM2SC123FP2-LBZ評估版 BM2SC123FP2-EVK-001

 

<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。運用於半導體材料時,因有望超越Si半導體極限的特性而備受矚目。MOSFET是電晶體的一種(結構),屬於最基本的半導體元件。是透過外部外加電壓來控制元件的ON/OFF或電流流動的切換裝置。
*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所需的元件。
*3) 輔助電源
在大功率工控裝置中,包括使馬達等(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
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。需支援高耐壓、大電流。
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