ROHM业界最快trr性能600V超级结MOSFET助力电机驱动应用节能

日期:2017-07-07

 
日前,致力于不断研发推陈出新的全球知名半导体制造商ROHM举办ROHM PrestoMOS新品发布会,介绍了高速trr(反向恢复时间)型600V超级结MOSFET PrestoMOS产品新增的“R60xxMNx系列”。ROHM半导体(上海)有限公司设计中心高级经理水原德健在接受记者采访时表示,新产品非常适用于要求低功耗化的白色家电及工业设备等的电机驱动。PrestoMOS是拥有业界最快trr性能的功率MOSFET,以业界最小的开关损耗著称,可以使搭载变频器的白色家电的功耗更低。
 

ROHM半导体(上海)有限公司设计中心高级经理水原德健
 
电机驱动需要节能
据统计,在全球的电力需求中,近50%被用于驱动电机,随着空调在新兴国家的普及,全球的电力局势逐年严峻。近年来,节能化趋势日益加速,随着日本节能法的修订,家电产品倾向于采用更接近实际使用情况的能效标识APF(Annual Performance Factor),不再仅仅关注功率负载较大的设备启动时和额定条件下的节能,要求负载较小的正常运转时更节能的趋势日益高涨。
水原德健称,在这种背景下,ROHM开发出PrestoMOS,非常适用于要求低功耗化的空调等白色家电和工业设备等的电机驱动,可大大降低应用正常运转时的功耗,满足社会,尤其是电机驱动的节能需求。
他还表示,ROHM在高耐压功率器件方面拥有硅超级结MOSFET、混合MOS、FRD和IGBT产品;碳化硅元器件也已覆盖肖特基二极管和MOSFET产品;GaN-HEMT器件也在开发当中。
 
PrestoMOS的几大特性
水原德健介绍说,此次开发的“R60xxMNx系列”通过优化ROHM独有的芯片结构,在保持PrestoMOS“高速trr性能”特征的基础上,还成功地使Ron(导通电阻)和Qg(栅极输入电荷量)显著降低。
 


 
因此,在变频空调等电机驱动的应用中,与以往的IGBT相比,其轻负载时的功率损耗降低约56%,节能效果非常明显。“R60xxMNx系列”的主要应用包括空调、冰箱、工业设备(充电站等)。
 

 
不仅如此,“R60xxMNx系列”利用ROHM多年积累的模拟技术优势,还实现了超强的短路耐受能力,减轻了因电路误动作等导致的异常发热带来的破坏风险,有助于提高应用的可靠性。该系列产品已于去年年底规模投入量产。
谈到“R60xxMNx系列”的特性,水原德健说,新产品具有业界最快的trr性能,以及低Ron、低Qg特性,有助于应用节能。
他解释,首先,一般MOSFET具有高速开关和低电流范围的传导损耗低的优点,设备正常运转时可有效降低功耗。“R60xxMNx系列”利用ROHM独有的Lifetime控制技术,不仅保持了业界最快trr性能,而且Ron和Qg更低,非常有助于变频电路的节能。
其次,“R60xxMNx系列”具有超强短路耐受能力,确保可靠性。在发生短路时,即具有电路误动作、流过超出设计值的大电流、引起异常发热、甚至元件受损的可能性。一直以来,因性能与短路之间的制约关系,确保超强的短路耐受能力是非常困难的,而“R60xxMNx系列”利用ROHM的模拟技术优势,对热失控的成因---寄生双极晶体管成功地进行了优化,可确保电机驱动所必须的短路耐受能力,有助于提高应用的可靠性。
第三是自导通损耗微小。自导通是指MOSFET在关断状态下,高边主开关一旦导通,则低边MOSFET的漏极-源极间电压急剧增加,电压被栅极感应,栅极电压上升,MOSFET误动作。该现象使MOSFET内部产生自身功率损耗。而“R60xxMNx系列”通过优化寄生电容,可将该损耗控制在非常微小的最低范围内。
 
微细化结构解决技术难题
水原德健透露,PrestoMOS第二代R60xxMNx系列的开发理念基于在保持以往高速trr性能的基础上,进一步降低导通电阻并提高开关速度。而提高开关速度就要需要收窄P区和N区的间隔(更狭间距),通过结构的微细化,成功解决了这一课题。另外,降低导通电阻需要N区的浓度上升,虽存在因提高浓度导致PN失衡而无法保持耐压的矛盾现象,但通过结构的微细化和浓度分布的优化得以成功解决。
 

 
水原德健最后表示,今后,ROHM将继续开发凝聚了ROHM模拟设计技术优势的高性能、高可靠性产品,不断为社会的进一步节能贡献力量,同时帮助中国厂商优化产品结构,以节能和性能赢得用户的好评。
www.rohm.com.cn

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