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新款200V耐压萧特基二极体降低功耗并实现小型化设计
在车电高温环境下可安定运作

【作者: ROHM】2019年08月27日 星期二

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近年来,在48V轻度混合动力驱动系统中,将马达和周边零件集中在一个模组内的「机电一体化」已成为趋势,而能够在高温环境下工作的高耐压、高效率超低IR[1]萧特基二极体[2](简称SBD)之需求也日益增加。另一方面,在传统使用150V产品的系统中,对於高性能化和高可靠性的要求越来越严格,为此SBD需具备更高的耐压性能。


在这样的背景之下,ROHM已开始量产可在车电高温环境下使用的150V耐压超低IR SBD RBxx8系列,并在RBxx8产品系列中新增了200V耐压的产品。今後也将持续扩充产品线,在车电和工控装置等应用领域进一步降低功耗并节省安装空间。



图一 : 产品特性比较
图一 : 产品特性比较

图二 : 耗损改善的关键VF特性比较
图二 : 耗损改善的关键VF特性比较

ROHM针对包括xEV在内的动力传动系统等车电系统,研发出可耐受200V的超低IR萧特基二极体(简称SBD)「RBxx8BM200」「RBxx8NS200」。



图三 :  RBxx8系列产品
图三 : RBxx8系列产品

RBxx8BM/NS200是RBxx8系列的新产品,是可在高温环境下工作的超低IR SBD,已经在日本国内汽车市场取得非常优异的销售成绩。此次利用其超低IR特性,将耐压程度提升至200V,可取代过去在汽车中普遍使用的整流二极体[3]和快速恢复二极体[4](简称FRD),因此可大幅改善VF特性[5](比传统FRD降低约11%),不仅能有效降低应用的功耗,还可因发热量降低而有助於小型封装之设计,进一步节省安装空间。


技术特色

由於是要在高温环境下使用的车电和电源装置电路,业界期??将传统的整流二极体和FRD替换为效率更高的SBD。但另一方面,SBD现存问题是随着工作环境的温度上升,IR特性会逐渐恶化,导致容易引起热失控,因此对於高效率且在高温环境下也可安全使用的产品需求越来越高。


RBxx8系列采用了适用於高温环境下的阻障金属层(Barrier Metal),大幅改善了在车电和电源装置电路中SBD的最大课题:IR特性,成功打造出在车电和工控装置等高温环境下也可安全使用、无需担心热失控的SBD系列产品。



图四 : 漏电流特性比较
图四 : 漏电流特性比较

1.取代FRD,进一步降低应用功耗


拥有超低IR特性,可耐受高达200V的电压,能将以往需要200V耐压的车电系统中所使用的FRD替换为SBD。RBxx8BM/NS200与FRD产品相比,VF特性可降低约11%,有助於应用的低功耗化。


2.发热量减少,有助於小型封装设计,进一步节省应用装置空间


藉由低VF有效抑制发热量,与传统产品相比,可做到单一尺寸小型封装设计。


目前,中功率封装产品也正在研发当中,今後5.9×6.9mm尺寸的FRD产品可替换成2.5×4.7mm的小型封装产品,安装面积可减少约71%。



图五 : 今後继续向小型化迈进
图五 : 今後继续向小型化迈进

此次新增的200V产品系列共有八款机型,故RBxx8系列的产品线已有多达212款机型。应用范围为动力传送等车电系统(xEV等)、工控装置变流器、各类电源装置等。本产品已於2019年7月份开始出售样品,预计於2019年9月开始投入量产。


<strong>名词解释


[1] IR(Reverse Current)


外加反向电压时所产生的反向电流。值越小功耗越低。


[2] 萧特基二极体(Schottky-Barrier Diode:SBD)


具有较小正向电压降、切换速度快等特性的二极体,主要运用於切换电源等方面。


[3] 整流二极体(Rectifier Diode):具有从交流转换为直流功能的二极体。


[4] 快速恢复二极体(Fast Recovery Diode:FRD):将外加的正向电压切换为反向电压时,瞬间流过的反向电流归零时间(即反向恢复时间)很短的二极体。


[5] VF(Forward Voltage):正向电流通过时二极体所产生的电压值。值越小功耗越低。


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