全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM（總部位于日本京都市）面向大功率通用逆變器、AC伺服、商用空調(diào)、路燈等工業(yè)設(shè)備，開發(fā)出內(nèi)置1700V耐壓SiC MOSFET*1的AC/DC轉(zhuǎn)換器*2IC“BM2SC12xFP2-LBZ”。

近年來，隨著節(jié)能意識的提高，在交流400V級工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，可支持更高電壓、更節(jié)能、更小型的SiC功率半導(dǎo)體的應(yīng)用越來越廣。而另一方面，在工業(yè)設(shè)備中，除了主電源電路之外，還內(nèi)置有為各種控制系統(tǒng)提供電源電壓的輔助電源，但出于設(shè)計周期的考量，它們中仍然廣泛采用了耐壓較低的Si-MOSFET和損耗較大的IGBT，所以在節(jié)能方面存在很大課題。

ROHM針對這些挑戰(zhàn)，于2019年開始開發(fā)內(nèi)置高耐壓、低損耗SiC MOSFET的插裝型AC/DC轉(zhuǎn)換器IC，并一直致力于開發(fā)出能夠更大程度地發(fā)揮SiC功率半導(dǎo)體性能的IC，在行業(yè)中處于先進地位。

此次，新產(chǎn)品內(nèi)置節(jié)能性能非常出色的SiC MOSFET和專為工業(yè)設(shè)備輔助電源*3優(yōu)化的控制電路，并采用小型表貼封裝(TO263)，有助于使節(jié)能型AC/DC轉(zhuǎn)換器的開發(fā)變得更容易。新產(chǎn)品可以利用設(shè)備自動貼裝在電路板上，這在以往是不可能實現(xiàn)的;而且當用于交流400V、輸出48W以下的輔助電源時，與采用普通產(chǎn)品的配置相比，部件數(shù)量顯著減少(將散熱板和12個部件縮減為1個)。這不僅可以降低部件故障的風險，還通過SiC MOSFET將功率轉(zhuǎn)換效率提高多達5%。因此，不僅有助于大幅削減工廠的安裝成本，還可以提供更加小型、更高可靠性及更節(jié)能的解決方案。

這款新產(chǎn)品已于2021年5月開始出售樣品(樣品價格 1,500日元/個，不含稅)，計劃于2021年10月起暫以月產(chǎn)10萬個的規(guī)模投入量產(chǎn)。另外，新產(chǎn)品及其評估板“BM2SC123FP2-EVK-001”已經(jīng)開始通過電商銷售，從Ameya360、Oneyac等電商平臺均可購買。

未來，ROHM將繼續(xù)開發(fā)SiC等先進的功率半導(dǎo)體*4和先進的模擬控制IC的同時，不斷優(yōu)化這些產(chǎn)品并提供更好的解決方案，為工業(yè)設(shè)備的節(jié)能和系統(tǒng)優(yōu)化貢獻力量。

<新產(chǎn)品特點>

“BM2SC12xFP2-LBZ”將1700V耐壓SiC MOSFET和專為工業(yè)設(shè)備的輔助電源而優(yōu)化的SiC MOSFET驅(qū)動用柵極驅(qū)動電路等集成于一枚封裝中。通過實現(xiàn)以下特點，使節(jié)能型AC/DC轉(zhuǎn)換器的開發(fā)更容易，不僅可以顯著降低工廠的安裝成本，還可為工業(yè)設(shè)備提供更小型、更高可靠性及更節(jié)能的解決方案。

1.可支持高達48W輸出功率的表貼封裝產(chǎn)品，有助于大大削減工廠的安裝成本

新產(chǎn)品采用專為內(nèi)置SiC MOSFET而開發(fā)的表貼封裝“TO263-7L”。盡管體積小巧，但仍可充分確保處理大功率時的封裝安全性(爬電距離)，而且作為無散熱器的表貼封裝產(chǎn)品，可支持高達48W(24V、2A等)的輸出功率?？衫米詣釉O(shè)備將本產(chǎn)品貼裝在電路板上，這是以往在該范圍的產(chǎn)品無法實現(xiàn)的。加上可削減元器件數(shù)量的優(yōu)勢，將有助于大大降低工廠的安裝成本。

2.將散熱板和多達12個部件縮減為1個，在小型化方面具有壓倒性優(yōu)勢

新產(chǎn)品采用一體化封裝，相比采用Si-MOSFET的普通分立產(chǎn)品配置，部件數(shù)量顯著減少，1個封裝內(nèi)包含多達12個部件(AC/DC轉(zhuǎn)換器控制IC、800V耐壓Si-MOSFET×2、齊納二極管×3、電阻器×6)和散熱板。另外，由于SiC MOSFET具有高耐壓、抗噪性能優(yōu)異的特點，還可實現(xiàn)降噪部件的小型化。

3.減少開發(fā)周期和風險，內(nèi)置保護功能，可靠性顯著提高

新產(chǎn)品采用一體化封裝，可減少鉗位電路和驅(qū)動電路的部件選型及可靠性評估的工時，可降低部件故障風險，可縮減引進SiC MOSFET時的開發(fā)周期，一舉多得。另外，除了通過內(nèi)置SiC MOSFET，實現(xiàn)了高精度過熱保護(Thermal Shutdown)，此外還配備了過負載保護(FB OLP)、電源電壓引腳的過電壓保護(VCC OVP)、過電流保護、二次側(cè)電壓的過電壓保護等進行連續(xù)驅(qū)動的工業(yè)設(shè)備電源所需的豐富保護功能，實現(xiàn)了更高可靠性。

4.激發(fā)出SiC MOSFET的性能，節(jié)能效果顯著

新產(chǎn)品中搭載的SiC MOSFET驅(qū)動用柵極驅(qū)動電路，通過更大限度地激發(fā)出SiC MOSFET的實力，與采用Si-MOSFET的普通配置相比，功率轉(zhuǎn)換效率提升高達5%(截至2021年6月ROHM調(diào)查數(shù)據(jù))。另外，本產(chǎn)品的控制電路采用準諧振方式，與普通的PWM方式相比，運行噪聲低、效率高，可充分地降低對工業(yè)設(shè)備的噪聲影響。

<內(nèi)置SiC MOSFET的AC/DC轉(zhuǎn)換器IC產(chǎn)品陣容>

<應(yīng)用示例>

非常適用于

◇通用逆變器

◇AC伺服

◇PLC(Programmable Logic Controller)

◇制造裝置

◇機器人

◇商用空調(diào)

◇工業(yè)用照明(路燈等)

等交流400V規(guī)格的各種工業(yè)設(shè)備的輔助電源電路。

<術(shù)語解說>

*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。用作半導(dǎo)體材料時，因有望實現(xiàn)超越Si半導(dǎo)體極限的特性而備受矚目。MOSFET是晶體管的一種(結(jié)構(gòu))，屬于最基本的半導(dǎo)體元器件。是可通過從外部施加電壓來控制元器件的ON/OFF或電流流動的開關(guān)設(shè)備。

*2)　AC/DC轉(zhuǎn)換器

電源的一種，將交流(AC)電壓轉(zhuǎn)換為直流(DC)電壓。一般插座中是交流電，而電子設(shè)備是直流電工作，因此，是連接插座的電子設(shè)備必須的元器件。

*3) 輔助電源

在大功率工業(yè)設(shè)備中，包括使電機等(主機)運行的主電源電路，也包括為控制IC及LED指示燈亮等(輔助)提供電源電壓的輔助電源電路，將這種電源電路稱為“輔助電源”。

*4)　功率半導(dǎo)體

用來根據(jù)用途轉(zhuǎn)換電壓和電流的半導(dǎo)體，其性能直接關(guān)系到系統(tǒng)和設(shè)備的功率效率。要求支持高耐壓、大電流。