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瑞薩電子第8代IGBT以超低功率損耗提升系統電源效率
 

【CTIMES/SmartAuto 報導】   2016年06月14日 星期二

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瑞薩電子(Renesas)推出六款第8代G8H系列絕緣閘雙極電晶體(IGBT)新產品,可降低太陽能發電系統的功率調節器的轉換損耗,以及降低不斷電系統(UPS)的變頻器應用。新推出的六款產品版本為650 V/40 A、50 A、75 A,以及1,250 V/25 A、40 A、75 A。瑞薩同時達成內建二極體的1,250V IGBT提供TO-247 plus封裝,為系統製造商提供更高的電路組態彈性。

第8代G8H系列IGBT可降低電源轉換系統的功率損耗,例如太陽能發電系統的功率調節器與UPS產品。
第8代G8H系列IGBT可降低電源轉換系統的功率損耗,例如太陽能發電系統的功率調節器與UPS產品。

瑞薩電子運用其為功率轉換領域設計低功耗IGBT的專業技術,使第8代IGBT達到最佳化,並在程序結構中採用獨家的通道閘組態。相較於前代IGBT,新款產品可提供更快速的切換效能,它是IGBT效能指數的重要項目,同時藉由降低飽和電壓(Vce (sat),註2)以減少導通損耗。另外,第8代裝置的效能指數(註3)較第7代IGBT最高提升30%,有助於降低功率損耗並為使用者系統提升整體效能。上述改良對於聚焦於光電(PV)變頻器、UPS、工業馬達驅動器及功率因數校正(PFC)等電力產業的關鍵市場而言非常重要。

在太陽能發電系統中,當陽光透過太陽能面板產生的直流電(DC)通過變頻器電路轉換為交流電(AC)時,不可避免地會發生一些功率損耗。由於上述功率損耗大多數發生在所使用的功率裝置,因此降低IGBT的功率損耗將為使用者系統的發電效能帶來直接的正面效益。同樣地,對於伺服器機房與資料中心內的UPS系統而言,電力必須持續通過電源轉換器電路,以監控電源供應是否發生中斷,這表示系統運轉期間將穩定產生的功率損耗。IGBT效能是降低此功率損耗的關鍵。

除了變頻器電路之外,新款第8代G8H系列裝置的快速切換效能亦可運用於其他應用,例如為轉換器中的升壓電路提供優異的效能。

即日起開始供應第8代IGBT樣品。量產時程預定為2016年9月,預估至2017年3月每月產能可達60萬顆。(編輯部陳復霞整理)

產品特色

(1)適用於變頻器電路的更快速切換、超低損耗特性

瑞薩運用其長期累積的低損耗IGBT設計專業知識,開發出獨家的通道閘組態。新款IGBT採用先進的製程技術,同時達到快速切換效能與低飽和電壓(Vce (sat))特性,這些特性決定了IGBT裝置的效能指數。因此,其效能指數最高提升30%。另外,瑞薩分析了變頻器電路產生功率損耗的因素,並設計新的裝置以降低導通與切換損耗。因此大幅降低IGBT功率損耗,減少幅度超過功率轉換器電路整體功率損耗的二分之一。

(2)低切換雜訊可免除外部閘極電阻器

IGBT必須在雜訊特性與切換速度之間進行取捨。第8代IGBT可大幅降低切換時的閘極損耗,因此系統製造商可免除過去用於降低雜訊的閘極電阻器。這有助於減少元件數量,並達成更小型的設計。

(3)散熱效能優異的TO-247封裝;保證運作溫度最高可達攝氏175度

TO-247封裝的底部採用金屬材質,使IGBT功率損耗所產生的熱能直接傳送至封裝外部,達到優異的散熱效能。新款裝置相容於最高溫度攝氏175度,因此可用於因傳送大量電力而容易升溫的位置。如此有助於提升使用者系統的效能與可靠性。

(4)內建二極體1,250 V IGBT採用TO-247 plus獨立封裝版本,可在額定100C提供75 A電流段

由於各種考量,例如熱、雜訊及運作品質等,過去75 A電流段的裝置通常整合於採用大型封裝的模組中。瑞薩透過可達到低損耗及較小晶片尺寸的第8代IGBT技術,實現內建二極體1,250 V IGBT採用獨立TO-247 plus封裝的目標。藉由採用額定100C的75 A電流段獨立封裝裝置,系統製造商可獲得獨立裝置才能提供的更高電路組態彈性,並可輕鬆提升其系統的功率容量。

關鍵字: IGBT  不斷電系統  UPS  變頻器  絕緣閘雙極電晶體  瑞薩  瑞薩電子(Renesas系統單晶片 
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