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ROHM推出業界首創內建1700V SiC MOSFET

  • 陳毅斌/台北

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」。ROHM

半導體製造商ROHM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的AC/DC轉換器IC「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功率半導體效能的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。今後ROHM將繼續研發SiC等先進功率半導體和先進類比控制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。

「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。

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。

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、抗噪效能優異的特點,還有助於降噪零件的小型化。

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。

充分發揮SiC MOSFET效能  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。