ROHM推出内置1700V SiC MOSFET的小型表贴封装AC/DC转换器IC“BM2SC12xFP2-LBZ”
~有助于大幅削减工厂的安装成本,并为工业设备提供更小型、更高可靠性及更节能的解决方案~

2021年6月17日

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向大功率通用逆变器、AC伺服、商用空调、路灯等工业设备,开发出内置1700V耐压SiC MOSFET*1的AC/DC转换器*2IC“BM2SC12xFP2-LBZ”。

BM2SC12xFP2-LBZ

近年来,随着节能意识的提高,在交流400V级工业设备领域,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,但出于设计周期的考量,它们中仍然广泛采用了耐压较低的Si-MOSFET和损耗较大的IGBT,所以在节能方面存在很大课题。

ROHM针对这些挑战,于2019年开始开发内置高耐压、低损耗SiC MOSFET的插装型AC/DC转换器IC,并一直致力于开发出能够更大程度地发挥SiC功率半导体性能的IC,在行业中处于先进地位。

此次,新产品内置节能性能非常出色的SiC MOSFET和专为工业设备辅助电源*3优化的控制电路,并采用小型表贴封装(TO263),有助于使节能型AC/DC转换器的开发变得更容易。新产品可以利用设备自动贴装在电路板上,这在以往是不可能实现的;而且当用于交流400V、输出48W以下的辅助电源时,与采用普通产品的配置相比,部件数量显著减少(将散热板和12个部件缩减为1个)。这不仅可以降低部件故障的风险,还通过SiC MOSFET将功率转换效率提高多达5%。因此,不仅有助于大幅削减工厂的安装成本,还可以提供更加小型、更高可靠性及更节能的解决方案。

这款新产品已于2021年5月开始出售样品(样品价格 1,500日元/个,不含税),计划于2021年10月起暂以月产10万个的规模投入量产。另外,新产品及其评估板“BM2SC123FP2-EVK-001”已经开始通过电商销售,从Ameya360、Oneyac等电商平台均可购买。

未来,ROHM将继续开发SiC等先进的功率半导体*4和先进的模拟控制IC的同时,不断优化这些产品并提供更好的解决方案,为工业设备的节能和系统优化贡献力量。

辅助电源中AC/DC转换器解决方案比较
适用于交流400V级工业设备的ROHM新产品解决方案

<新产品特点>

“BM2SC12xFP2-LBZ”将1700V耐压SiC MOSFET和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集成于一枚封装中。通过实现以下特点,使节能型AC/DC转换器的开发更容易,不仅可以显著降低工厂的安装成本,还可为工业设备提供更小型、更高可靠性及更节能的解决方案。

新产品应用示意图

1.可支持高达48W输出功率的表贴封装产品,有助于大大削减工厂的安装成本

新产品采用专为内置SiC MOSFET而开发的表贴封装“TO263-7L”。尽管体积小巧,但仍可充分确保处理大功率时的封装安全性(爬电距离),而且作为无散热器的表贴封装产品,可支持高达48W(24V、2A等)的输出功率。可利用自动设备将本产品贴装在电路板上,这是以往在该范围的产品无法实现的。加上可削减元器件数量的优势,将有助于大大降低工厂的安装成本。

2.将散热板和多达12个部件缩减为1个,在小型化方面具有压倒性优势

新产品采用一体化封装,相比采用Si-MOSFET的普通分立产品配置,部件数量显著减少,1个封装内包含多达12个部件(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、抗噪性能优异的特点,还可实现降噪部件的小型化。

应用电路和新产品的效果

3.减少开发周期和风险,内置保护功能,可靠性显著提高

新产品采用一体化封装,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,实现了高精度过热保护(Thermal Shutdown),此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等进行连续驱动的工业设备电源所需的丰富保护功能,实现了更高可靠性。

4.激发出SiC MOSFET的性能,节能效果显著

新产品中搭载的SiC MOSFET驱动用栅极驱动电路,通过更大限度地激发出SiC MOSFET的实力,与采用Si-MOSFET的普通配置相比,功率转换效率提升高达5%(截至2021年6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,可充分地降低对工业设备的噪声影响。

AC/DC转换器中Si与SiC的效率比较

<内置SiC MOSFET的AC/DC转换器IC产品阵容>

产品名称 封装 电源
电压
范围
MOSFET 工作
频率
VCC OVP FB OLP 工作温度
范围
Newicon
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

<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
  • ◇商用空调
  • ◇工业用照明(路灯等)

等交流400V规格的各种工业设备的辅助电源电路。

<电商销售信息>

起售时间: 2021年5月下旬起

电商平台: Ameya360、Oneyac

  • 1枚起售
  • ONEYAC

销售产品:

概要 产品名称
内置1700V耐压
SiC MOSFET的
AC/DC转换器IC
BM2SC121FP2-LBZ
BM2SC122FP2-LBZ
BM2SC123FP2-LBZ
BM2SC124FP2-LBZ
搭载了BM2SC123FP2-LBZ的评估板 BM2SC123FP2-EVK-001

搭载了BM2SC123FP2-LBZ的评估板

<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是晶体管的一种(结构),属于最基本的半导体元器件。是可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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