Силовые полупроводники на основе карбида кремния (SiC) обладают большей энергоэффективностью, миниатюризацией и более высокой выходной мощностью, чем существующие силовые устройства на основе кремния. В последние годы растущая обеспокоенность по поводу энергосбережения привела к внедрению силовых полупроводников на основе SiC в промышленных приложениях с напряжением переменного тока 400 В. Кроме того, промышленное оборудование часто имеет основную цепь питания и интегрированный вспомогательный источник питания, который питает различные системы управления. В этих приложениях энергосбережение представляет собой серьезную проблему, поскольку широко используются неэффективные высоковольтные Si MOSFET и IGBT с высокими потерями при переключении.
В ответ на это компания ROHM возглавила отрасль в разработке различных интегральных схем, которые максимально повышают производительность силовых полупроводников на основе SiC, став первой компанией, предложившей в 2015 году микросхемы управления преобразователями переменного/постоянного тока для управления высоковольтными SiC MOSFET с низкими потерями. Теперь мы создали первые в отрасли микросхемы преобразователей переменного/постоянного тока со встроенными SiC MOSFET, упрощающие внедрение SiC MOSFET в преобразователи переменного/постоянного тока для промышленного оборудования.
Серия BM2SCQ12xT-LBZ включает в себя первые в отрасли интегральные схемы преобразователей переменного/постоянного тока со встроенными SiC MOSFET-транзисторами на 1700 В. Эта серия обеспечивает значительную экономию энергии и упрощает эффективную конфигурацию преобразователей переменного/постоянного тока, решая многие проблемы проектирования, характерные для решений на основе дискретных компонентов. Интеграция SiC MOSFET-транзистора и оптимизированной схемы управления для вспомогательных источников питания в промышленном оборудовании в одном корпусе значительно сокращает количество компонентов по сравнению с традиционными конфигурациями (с 12 компонентов плюс радиатор до одной интегральной схемы). Это также снижает как риск отказа компонентов, так и трудозатраты на разработку, связанные с SiC MOSFET-транзисторами. Кроме того, этот продукт повышает энергоэффективность на 5% (и снижает потери мощности на 28%). Эти особенности приводят к значительному уменьшению размеров, повышению надежности и существенной экономии энергии в промышленных приложениях.
В будущем ROHM продолжит разработку силовых полупроводников, таких как SiC-устройства, а также интегральных схем для управления ими, предоставляя оптимизированные решения, которые способствуют большей экономии энергии и повышению производительности промышленного оборудования.
Основные характеристики.
Серия BM2SCQ12xT-LBZ использует специализированный корпус для размещения 1700-вольтового SiC MOSFET-транзистора вместе с управляющей схемой (т.е. схемой управления затвором SiC MOSFET-транзистора), оптимизированной для вспомогательных источников питания в промышленном секторе.
Эти передовые микросхемы преобразователей переменного/постоянного тока предлагают следующие возможности, которые способствуют распространению преобразователей переменного/постоянного тока с SiC MOSFET-транзисторами, повышая надежность, энергоэффективность и компактность промышленного оборудования переменного тока 400 В:
1. Достигается значительная миниатюризация за счет замены 12 компонентов и радиатора одним корпусом.
Новейшая серия продуктов ROHM заменяет до 12 компонентов (микросхема преобразователя переменного/постоянного тока, 2 Si MOSFET-транзистора 800 В, 3 стабилитрона, 6 резисторов) плюс двойной радиатор одним корпусом, что значительно сокращает количество необходимых внешних компонентов. Кроме того, высокая пропускная способность по напряжению и уровень шума напряжения встроенного SiC MOSFET позволяют уменьшить размеры компонентов, используемых для подавления шума.
2. Это сокращает трудозатраты и риски, а многочисленные встроенные функции защиты обеспечивают превосходную надежность.
Монолитная конструкция сокращает трудозатраты, необходимые для выбора компонентов и оценки надежности блокирующих и управляющих цепей, минимизируя риск отказа компонентов и упрощая разработку для использования SiC MOSFET. Она также интегрирует такие функции, как защита от перегрузки (FB OLP), защита от перенапряжения (VCC OVP) вывода напряжения питания и высокоточная тепловая защита (TSD, реализованная с помощью встроенного SiC MOSFET), а также защита от перегрузки по току и защита от вторичного перенапряжения. Включение нескольких цепей защиты для промышленных источников питания, требующих непрерывной работы, значительно повышает надежность системы.
3. Это максимизирует производительность SiC MOSFET, что значительно повышает энергосбережение.
Интегрированная схема управления затвором, оптимизированная для внутреннего SiC MOSFET, повышает эффективность до 5% по сравнению с обычными Si MOSFET (исследование ROHM, апрель 2018 г.). Кроме того, в схеме управления используется метод псевдорезонанса, обеспечивающий более эффективную работу с меньшим уровнем шума, чем в обычных системах ШИМ-модуляции, тем самым минимизируя влияние шума на промышленное оборудование.
Преимущества SiC MOSFET:
SiC MOSFET обладают рядом преимуществ перед своими кремниевыми аналогами на высоких уровнях напряжения, таких как меньшие потери при переключении и проводимости, более высокая мощность и большая стабильность к изменениям температуры. Это позволяет уменьшить количество необходимых компонентов и площадь монтажной поверхности, а также повысить энергосбережение при использовании в преобразователях переменного/постоянного тока и постоянного/постоянного тока. Например, за счет уменьшения размеров теплоотводящих компонентов и индуктора при работе на более высокой частоте переключения.
Ассортимент продукции
. Примеры применения:
- Инверторы общего назначения
- Сервоприводы переменного тока
- ПЛК (программируемые логические контроллеры)
- Производственное оборудование
- Роботы
- Системы кондиционирования воздуха промышленного назначения
- Промышленное освещение (например, светильники)
Оптимизированы для вспомогательных цепей электропитания в промышленном оборудовании переменного тока напряжением 400 В
