憑借三大獨特優(yōu)勢,ROHM新一代IPM將成能效產(chǎn)業(yè)“新利器”
在全球節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下,消費電子市場對家電產(chǎn)品提出了越來越高的指標要求。例如,國家市場監(jiān)督管理總局和國家標準化管理委員會批準的GB21455-2019空調(diào)國家新能效標準已于2020年7月1日正式實施。該標準是繼1989年第一版空調(diào)能效標準發(fā)布以來的第七次發(fā)布與修訂,被稱為“迄今為止最嚴苛的空調(diào)能效標準”。對此,有業(yè)內(nèi)預計,市面上高達45%的空調(diào)產(chǎn)品或?qū)⒚媾R淘汰。
為了給業(yè)內(nèi)提供更低功耗的解決方案,全球知名半導體制造商ROHM(羅姆)開發(fā)出了600V耐壓IGBT IPM“BM6437x系列”。該系列產(chǎn)品可內(nèi)置于空調(diào)、洗衣機等白色家電,以及小型工業(yè)設備(如工業(yè)用機器人用的小容量電機等)中,非常適用于各種變頻器的功率轉(zhuǎn)換,有助于進一步減少白色家電和小型工業(yè)設備的功耗和設計工時。
發(fā)力IPM市場,助推行業(yè)新發(fā)展
或許大眾消費者對IPM還不太了解,下面先給大家科普一下什么是IPM?
IPM是Intelligent Power Module的縮寫,即智能功率模塊。簡單來說,就是一種以IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)為基礎,內(nèi)部集成了邏輯、控制、檢測和保護電路的先進功率半導體模塊。
與分立器件相比,IPM在減少占板空間、提升系統(tǒng)可靠性、簡化設計和加速產(chǎn)品上市等方面均具有無可比擬的優(yōu)勢,是變頻調(diào)速、冶金機械、電力牽引、伺服驅(qū)動、變頻家電的一種非常理想的功率開關(guān)器件。
(IPM與功率模塊之間的區(qū)別)
據(jù)羅姆半導體(上海)有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理顧偉俊介紹,在實際生產(chǎn)制造的過程中,使用分立器件不可避免的會出現(xiàn)一些品質(zhì)問題,因為這么多的器件在保證產(chǎn)品穩(wěn)定性的同時,對生產(chǎn)要求也是非常高的,而IPM基本可以避免這些問題。
由于IPM兼有GTR(大功率晶體管)高電流、低飽和電壓、高耐壓的優(yōu)點,以及MOSFET(場效應晶體管)高輸入阻抗、高開關(guān)頻率、低驅(qū)動功率的優(yōu)點,完全適應了當今功率器件的發(fā)展要求。所以,近幾年制造商對IPM的接受程度越來越高,市面上大部分產(chǎn)品基本選用的都是IPM這類功率器件。
(分立器件與IPM的優(yōu)點對比)
根據(jù)《2019-2024年智能功率模塊(IPM)行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預測分析報告》顯示,目前國內(nèi)IPM主要集中在消費領域,汽車及工業(yè)領域尚處于發(fā)展階段;預計2023年,國內(nèi)IPM市場需求量將是目前市場規(guī)模的2-3倍??梢灶A見,隨著國家大力提倡節(jié)能減排政策的實施,IPM將在未來幾年有望進入黃金發(fā)展期。
三大獨特優(yōu)勢,鑄就核心競爭力
鑒于IPM市場的廣闊前景,ROHM正在不斷地投入、開發(fā)和豐富該類產(chǎn)品系列。與上一代相比,此次ROHM推出的IGBT IPM系列產(chǎn)品具有三個獨特優(yōu)勢:
一是噪聲低、功耗低。我們都知道,噪聲與功耗這兩個指標是相互對立的,IGBT的開關(guān)速度越快,噪音也就越大。普通產(chǎn)品通常會優(yōu)先考慮低損耗特性,從而使噪聲特性惡化。而ROHM推出的IGBT IPM系列產(chǎn)品,在功耗方面可以與市場中領先的產(chǎn)品達到同級水平。
具體來說,在降噪方面,通過優(yōu)化內(nèi)置FRD的軟恢復性能和內(nèi)置IGBT,可以使輻射噪聲比普通產(chǎn)品低6dB以上(比較峰值時),其業(yè)內(nèi)出色的噪聲特性,使得削減以往所需的噪聲濾波器成為可能;
而在低損耗方面,通過內(nèi)置ROHM最新的IGBT元件,降低了導通損耗和開關(guān)損耗,與以往產(chǎn)品相比,新產(chǎn)品的功率損耗降低了6%(fc=15kHz時),已達到業(yè)界超高水平,有助于降低各種應用設備的功耗。
(新產(chǎn)品噪聲低且節(jié)能)
二是具有高精度溫度控制。ROHM新一代IPM將溫度輸出的精度設計到了與外置熱敏電阻基本相同的精度,因此可以完全省略掉外置熱敏電阻等外圍電路,從而更加節(jié)約成本,并加快開發(fā)速度。
相比普通產(chǎn)品±5%(相當于5℃)的溫度監(jiān)控功能保證,ROHM推出的IGBT IPM系列產(chǎn)品顯著改善了溫度監(jiān)控功能,能夠達到與熱敏電阻同等的保證精度±2%(相當于2℃)。這使得削減以往高精度溫度監(jiān)控器所需的外置熱敏電阻數(shù)量成為可能,有助于減少元器件數(shù)量和設計工時。
(新產(chǎn)品具有高精度溫度控制)
三是增加了產(chǎn)品識別功能。一般情況下,產(chǎn)品名稱會印在模塑表面上,以往在電路板上安裝后很難進行確認。為了便于在線測試的時候不會產(chǎn)生誤操作或者是混入其它的料號,ROHM根據(jù)客戶的需求,在新一代IPM開發(fā)中增加了產(chǎn)品識別功能,通過阻抗測量儀可以識別已安裝到電路板上的產(chǎn)品,有助于防止封裝相同的其它公司產(chǎn)品和電流值不同的產(chǎn)品誤裝,從而大大保障了生產(chǎn)的可靠性。
(新產(chǎn)品增加了識別功能)
“目前,ROHM新一代IPM已經(jīng)開始投入量產(chǎn)。未來,ROHM將在IPM領域繼續(xù)擴大系列產(chǎn)品陣容,希望在更廣泛的領域進一步幫助工程師降低產(chǎn)品功耗、減少設計工時。”顧偉俊表示。