ROHM开发出内置SiC二极管的IGBT(Hybrid IGBT)“RGWxx65C系列”

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全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出650V耐压、内置SiC肖特基势垒二极管的IGBT(Hybrid IGBT)“RGWxx65C系列”(RGW60TS65CHRRGW80TS65CHRRGW00TS65CHR),且均符合汽车电子产品可靠性标准“AEC-Q101*1”。该产品适用于以电气化车辆为首的电动汽车(xEV)中的车载充电器和DC/DC转换器、以及太阳能发电用的功率调节器等处理大功率的汽车电子设备和工业设备。

 

Hybrid IGBT RGWxx65C系列

近年来,在全球“创建无碳社会”和“碳中和”等减少环境负荷的努力中,电动汽车(xEV)得以日益普及。为了进一步提高系统的效率,对各种车载设备的逆变器和转换器电路中使用的功率半导体也提出了多样化需求,超低损耗的SiC功率元器件(SiC MOSFET、SiC SBD等)和传统的硅功率元器件(IGBT、SJ-MOSFET等)都在经历技术变革。

ROHM致力于为广泛的应用提供有效的电源解决方案,不仅专注于行业先进的SiC功率元器件,还积极推动Si功率元器件和驱动IC的技术及产品开发。此次,开发了能够为普及中的车载、工业设备提供更高性价比的Hybrid IGBT。

“RGWxx65C系列”是Hybrid型IGBT,在IGBT*2的反馈单元(续流二极管)中采用了ROHM的低损耗SiC肖特基势垒二极管(SiC SBD),成功大幅降低以往IGBT产品导通时的开关损耗(以下称“开通损耗”*3)。在车载充电器中采用本产品时,与以往IGBT产品相比,损耗可降低67%,与超级结MOSFET (SJ-MOSFET)相比,损耗可降低24%,有助于以更高的性价比进一步降低车载和工业设备应用的功耗。

新产品已于2021年3月开始出售样品(样品价格:1,200日元/个,不含税),预计将于2021年12月起暂以月产2万个的规模投入量产。另外,在ROHM官网上还免费提供评估和导入本系列产品所需的丰富设计数据,其中包括含有驱动电路设计方法的应用指南和SPICE模型等,以支持快速引入市场。

今后,ROHM将继续开发满足各种需求的低损耗功率元器件,同时,提供设计工具以及各种解决方案,通过助力应用系统的节能和小型化为减轻环境负荷贡献力量。

新产品RGWxx65C系列的性能(损耗比較)

<新产品特点>

●损耗比以往IGBT产品低67%,为普及中的车载电子设备和工业设备提供更高性价比

“RGWxx65C系列”是Hybrid型IGBT,在IGBT的反馈单元(续流二极管)中采用了ROHM的低损耗SiC SBD。与以往使用Si快速恢复二极管(Si-FRD)的IGBT产品相比,成功地大幅降低了开通损耗,在车载充电器应用中损耗比以往IGBT产品低67%。与通常损耗小于IGBT的SJ-MOSFET相比,损耗也可降低24%。在转换效率方面,新产品可以在更宽的工作频率范围确保97%以上的高效率,并且在100kHz的工作频率下,效率可比IGBT高3%,有助于以更高的性价比进一步降低车载和工业设备应用的功耗。

内置SiC SBD开通损耗削减效果
新产品RGWxx65C系列的性能(效率比较)

●符合AEC-Q101标准,可在恶劣环境下使用

新系列产品还符合汽车电子产品可靠性标准“AEC-Q101”,即使在车载和工业设备等严苛环境下也可以安心使用。

<关于各种设计数据>

为了加快本系列产品的应用,在ROHM官网上还免费提供评估和导入本系列新产品所需的丰富设计数据,其中包括含有驱动电路设计方法的应用指南和仿真用的模型(SPICE模型)等。如欲了解更多信息,请访问:

https://www.rohm.com.cn/products/igbt/field-stop-trench-igbt?SearchWord=rgw&PS_BuiltInDiode=SiC-SBD

<Hybrid IGBT“RGWxx65C系列”产品阵容>

产品名称 耐压
VCES(V)
连接器电流
IC@100℃
(A)
开通损耗
VCE(sat)
Typ(V)
续流
二极管
符合AEC-Q101
标准
封装
Newicon
RGW60TS65CHR
650 30 1.5 SiC SBD YES TO-247N
TO-247N
Newicon
RGW80TS65CHR
40
Newicon
RGW00TS65CHR
50

RGW40NL65CHRB
20 TO-263L
(LPDL)
TO-263L(LPDL)

RGW50NL65CHRB
25

RGW60NL65CHRB
30

☆:开发中

封装采用JEDEC标准,()内表示ROHM封装。

※除了本系列Hybrid IGBT外,产品阵容中还包括使用Si-FRD作为续流二极管的产品和无续流二极管的产品。 如欲了解更多信息,请访问:

https://www.rohm.com.cn/products/igbt/field-stop-trench-igbt?SearchWord=rgw

<应用示例>

  • ・车载充电器
  • ・车载DC/DC转换器
  • ・太阳能逆变器(功率调节器)
  • ・不间断电源装置(UPS)

<术语解说>

*1) 汽车电子产品可靠性标准“AEC-Q101”
AEC是Automotive Electronics Council的缩写,是大型汽车制造商和美国大型电子元器件制造商联手制定的汽车电子元器件的可靠性标准。Q101是专门针对分立半导体元器件(晶体管、二极管等)制定的标准。
*2) IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)、SJ-MOSFET(Super Junction Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)
两者均为通常使用Si衬底生产的功率半导体,它们的器件结构不同。IGBT比其他功率半导体的成本更低,但存在需要续流二极管才能工作(需要双芯片结构才能工作)、关断损耗较大的课题;与IGBT相比,SJ-MOSFET无需续流二极管即可工作(单芯片结构即可工作),而且关断损耗较小,但存在难以应对大功率的问题。作为一项突破,IGBT的续流二极管采用SiC SBD 而非传统的Si-FRD,推出了可以降低损耗的Hybrid IGBT。
功率器件结构比较
*3) 开通损耗和关断损耗
两者均为晶体管等半导体元件开关时产生的损耗(开关损耗)。开通损耗是在元件ON时产生的损耗,关断损耗是在元件OFF时产生的损耗。理想情况下,这些损耗应该为零,但实际上,由于结构上的缘故,在ON和OFF之间切换时,不可避免地会流过不必要的电流,从而产生损耗,因此对于功率半导体来说,设法减少这些损耗是非常重要的工作。
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