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600V 超级结MOSFET “PrestoMOS”系列产品助力变频空调节能

发布时间:2019-03-19 15:28:35

来源:网络

作者:佚名

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都)推出600V耐压超级结 MOSFET“PrestoMOS”系列产品,在保持极快反向恢复时间(trr※1))的同时,提高设计灵活度,非常适用于空调、冰箱等白色家电的电机驱动以及EV充电桩。近日,该系列产品群又新增了“R60xxJNx系列”共30种机型。

此次开发的新系列产品与以往产品同样利用了ROHM独有的寿命控制技术,实现了极快的反向恢复时间(trr)。与IGBT相比,轻负载时的功耗成功减少了58%左右。另外,通过提高导通MOSFET所需要的电压水平,避免发生造成损耗增加原因之一的误开启(Self Turn-on)现象※2)。不仅如此,还通过优化内置二极管的特性,改善了超级结MOSFET特有的软恢复指数※3),可减少引发误动作的噪声干扰。通过减少这些阻碍用户优化电路时的障碍,提高设计灵活度。

该系列产品已经以月产10万个的规模逐步投入量产(样品价格:180日元起,不含税)。前期工序的生产基地为ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福冈),后期工序的生产基地为ROHM Korea Corporation(韩国)。另外,该系列产品已于3月起在AMEYA360、Right IC、SEKORM这三家网售平台开始网售。

 

<背景>

据了解,在全球的电力需求中,近50%用于电机驱动,随着白色家电在新兴国家的普及,电机驱动带来的电力消耗量预计会逐年增加。包括空调和冰箱在内,白色家电多使用变频电路进行电机驱动,而变频电路的开关元件一般使用IGBT。但是,近年来在节能性能需求高涨的大趋势下,可有效降低设备稳定运行时功耗的MOSFET正在逐步取代IGBT。

在这种背景下,ROHM于2012年实现以极快反向恢复特性为特点的功率MOSFET PrestoMOS的量产,由于该系列产品可大大降低应用的功耗而受到市场的高度好评。

<什么是PrestoMOS>

Presto表示“极快”,是源于意大利语的音乐术语。

通常,MOSFET具有快速开关以及在低电流范围的传导损耗低的优势。例如,用于空调的情况下,非常有助于稳定运转时实现低功耗。PrestoMOS正是在低电流范围实现低功耗的、以极快的反向恢复时间(trr)为特点的ROHM的功率MOSFET。

<提高设计灵活度的关键>

开关速度的高速化与误开启现象、噪声干扰是相悖的,用户在电路设计时需要通过调整栅极电阻来进行优化。与一般的MOSFET相比,ROHM的R60xxJNx系列已经具备了误开启现象以及噪声对策,有助于提高用户的设计灵活度。

 

1.避免增加损耗的误开启对策

本系列产品通过优化MOSFET结构上存在的寄生电容,将开关时的额外栅极电压降低了20%。另外,使MOSFET导通所需的阈值电压(Vth)增加了约1.5倍,是“不易产生误开启现象的设计”。因此,扩大了用户通过栅极电阻来进行损耗调节的范围。

2.改善恢复特性,减少噪声干扰。

通常,超级结MOSFET的内置二极管的恢复特性为硬恢复。但是,ROHM的R60xxJNx系列,通过优化结构,与以往产品相比,新产品的软恢复指数改善了30%,不仅保持了极快的反向恢复时间(trr),还成功减少了噪声干扰。因此,用户通过栅极电阻调节噪音干扰时变得更加容易。

<产品阵容>

<应用例>

空调、冰箱、工业设备(充电桩等)

<术语解说>

※1 trr : 反向恢复时间 (Reverse Recovery Time)
       开关二极管从导通状态到完全关断状态所需的时间。

※2  误开启现象
       对MOSFET施加急剧的电压时,会产生额外的栅极电压,超过产品特定的阈值而使MOSFET误导通的现象。此时产生的不必要的导通时间会直接导致损耗增加。一般多发于逆变电路等桥式电路,通常需要采取增加外置部件等对策。

※3  软恢复指数
       通常,二极管存在反向恢复时间(trr)短但容易产生噪声的硬恢复和不容易产生噪声但反向恢复时间(trr)长的软恢复两种恢复模式。超级结 MOSFET的内置二极管的特点是硬恢复特性尤为显著。表示软恢复性能的指数采用图中的ta÷tb。

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