全球首创!ROHM推出内置1700V SiC MOSFET的AC/DC转换器IC
“BM2SCQ12xT-LBZ”助力交流400V工业设备实现显著的小型化、高可靠性及节能

2019年4月18日

※截至2019年4月18日 ROHM调查数据

<概要>

1700V耐压SiC MOSFET的AC/DC转换器IC“BM2SCQ12xT-LBZ”

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”
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。

<背景>

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。

新产品应用示意图/交流400V级工业设备用新产品解决方案

<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

应用与新产品效果

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

AC/DC转换器中的Si和SiC效率对比

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>

产品型号 电源电压范围 正常时
工作电流
猝发模式时
工作电流
最大工作
频率
FB OLP VCC OVP 工作温度范围
BM2SCQ121T-LBZ VCC:
15.0V ~ 27.5V
DRAIN:
1700V (Max.)
2000μA (Typ.) 500μA (Typ.) 120kHz (Typ.) Auto Restart Latch -40℃ ~ 105℃
BM2SCQ122T-LBZ Latch Latch
BM2SCQ123T-LBZ Auto Restart Auto Restart
BM2SCQ124T-LBZ Latch Auto Restart

<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

产品名称 产品型号
内置1700V耐压SiC MOSFET的AC/DC转换器IC BM2SCQ121T-LBZ
BM2SCQ122T-LBZ
BM2SCQ123T-LBZ
BM2SCQ124T-LBZ

评估板预计将于2019年夏季开始发售。

<术语解说>

AC/DC转换器 示意图
*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。

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