全球知名半导体制造商 ROHM(总部位于日本京都),面向大功率通用逆变器、AC 伺服、工业用空调、街灯等工业设备,开发出内置 1700V 耐压 SiC MOSFET*1)的 AC/DC 转换器*2)IC“BM2SCQ12xT-LBZ”。
 
近年来,随着节能意识的提高,在交流 400V 工业设备领域,相比现有的 Si 功率半导体,可支持更高电压、更节能、更小型的 SiC 功率半导体的应用越来越广。而另一方面,在工业设备中,除了主电源电路之外,还内置有为各种控制系统提供电源电压的辅助电源,辅助电源中广泛采用了耐压较低的 Si-MOSFET 和损耗较大的 IGBT,在节能方面存在很大课题。
 
ROHM 针对这些挑战,于 2015 年推出全球首款用来驱动高耐压、低损耗 SiC MOSFET 的 AC/DC 转换器控制 IC,并一直致力于开发充分发挥 SiC 功率半导体性能的 IC,在行业中处于领先地位。此次又开发出全球首款※内置 SiC MOSFET 的 AC/DC 转换器 IC,将大大促进采用 SiC MOSFET 的 AC/DC 转换器在工业领域的普及。
 
※截至 2019 年 4 月 18 日 ROHM 调查数据
 
 
“BM2SCQ12xT-LBZ”是世界首款内置节能性能极其优异的 SiC MOSFET 的 AC/DC 转换器 IC,消除了分立结构带来的设计课题,从而可非常容易地开发出节能型 AC/DC 转换器。专为工业设备的辅助电源*3)用而优化的控制电路和 SiC MOSFET 一体化封装,使得新产品与普通产品相比具有诸多优势,部件数量显著减少(将 12 种产品和散热板缩减为 1 个产品),部件故障风险降低,引进 SiC MOSFET 相应的开发周期减少等,一举解决了诸多课题。与 ROHM 以往产品相比,功率转换效率提高达 5%(按功率损耗计算,削减 28%)。因此,本产品非常有助于工业设备实现显著小型化、高可靠性和节能化。
 
本产品已于 2019 年 1 月开始出售样品(样品价格 2,500 日元 / 个,不含税),计划于 2019 年 5 月开始暂以月产 10 万个的规模投入量产。另外,本产品和预计今夏开始销售的评估板将于 2019 年 4 月 17 日~19 日在日本幕张国际会展中心举行的“TECHNO-FRONTIER 2019”上展出。
 
未来,ROHM 将继续开发 SiC 元器件等功率半导体*4)和用来控制功率半导体的 IC,并不断优化这些产品,为工业设备的节能化和系统优化贡献力量。
 
 
  
<新产品特点>
 
新产品“BM2SCQ12xT-LBZ”采用专为内置 SiC MOSFET 而开发的专用封装,并集成了专为工业设备的辅助电源而优化的 SiC MOSFET 驱动用栅极驱动电路等控制电路和 1700V 耐压 SiC MOSFET。
 
作为全球首创的内置 1700V 耐压 SiC MOSFET*的 AC/DC 转换器 IC,本产品具有以下特点,非常有助于 AC400V 级工业设备的小型化、节能化以及实现更高可靠性,从而有助于推动采用 SiC MOSFET 的 AC/DC 转换器的顺利普及。
 
1.将散热板和多达 12 种产品一体化封装,在小型化方面具有压倒性优势
 
本产品采用一体化封装,相比采用 Si-MOSFET 的普通分立结构,部件数量显著减少,1 个封装内包含多达 12 种产品(AC/DC 转换器控制 IC、800V 耐压 Si-MOSFET×2、齐纳二极管×3、电阻器×6)和散热板。另外,由于 SiC MOSFET 具有高耐压、抗干扰性能优异的特点,还可实现降噪部件的小型化。
 
2.减少开发周期和风险,内置保护功能,可靠性更高
 
采用一体化封装,可减少钳位电路和驱动电路的部件选型及可靠性评估的工时,可降低部件故障风险,可缩减引进 SiC MOSFET 时的开发周期,一举多得。另外,除了通过内置 SiC MOSFET 而实现的高精度过热保护(Thermal Shutdown)功能外,还配备了过负载保护(FB OLP)、电源电压引脚的过电压保护(VCC OVP)、过电流保护、二次侧电压的过电压保护功能。进行连续驱动的工业设备电源所需的丰富保护功能齐备,非常有助于提高可靠性。
 
 
3.激发出 SiC MOSFET 的性能,节能效果显著
 
本产品中搭载的非常适合 SiC MOSFET 驱动用的栅极驱动电路,通过充分发挥 SiC MOSFET 的实力,与采用 Si-MOSFET 的普通产品相比,效率提升高达 5%(截至 2018 年 4 月 ROHM 调查数据)。另外,本产品的控制电路采用准谐振方式,与普通的 PWM 方式相比,运行噪声低、效率高,尽可能降低对工业设备的噪声影响。
 
 
<采用 SiC MOSFET 的好处>
 
在高耐压范围中,SiC MOSFET 与 Si-MOSFET 相比,具有“开关损耗与导通损耗小”、“可支持大功率”、“耐温度变化”等优势。基于这些优势,当 SiC-MOSFET 用于 AC/DC 转换器和 DC/DC 转换器等中时,可带来更高的功率转换效率、散热器件的小型化、高频工作使线圈更小等好处,具有更节能、部件数量更少、安装面积更小等效果。
 
 
<新产品阵容>
 
<应用示例>
 
非常适用于
 
◇通用逆变器 ◇AC 伺服 ◇PLC(Programmable Logic Controller)
 
◇制造装置 ◇机器人 ◇工业用空调 ◇工业用照明(街灯等)
 
等、交流 400V 规格的各种工业设备的辅助电源电路。
 
 
<网售信息>
网售开始时间: 2019 年 4 月 18 日起
 
网售平台:AMEYA360、Right IC、SEKORM
 
 
评估板预计将于 2019 年夏季开始发售。
 
<术语解说>
*1) SiC(Silicon Carbide,碳化硅)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
 
SiC 是 Si(硅)和 C(碳)的化合物。用作半导体材料时,因有望实现超越 Si 半导体极限的特性而备受瞩目。MOSFET 是基本半导体元器件 - 晶体管的一种(结构)。它是通过从外部施加电压来控制元器件的 ON/OFF 或电流流动的开关设备。
 
*2) AC/DC 转换器
 
电源的一种,将交流(AC)电压转换为直流(DC)电压。一般插座中是交流电,而电子设备是直流电工作,因此,是连接插座的电子设备必须的元器件。
 
*3) 辅助电源
 
在大功率工业设备中,包括使电机等(主机)运行的主电源电路,也包括为控制 IC 及 LED 指示灯亮等(辅助)提供电源电压的辅助电源电路,将这种电源电路称为“辅助电源”。
 
*4) 功率半导体
 
用来根据用途转换电压和电流的半导体,其性能直接关系到系统和设备的功率效率。要求支持高耐压、大电流。