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ROHM全新PrestoMOS第二代产品能效水平居业界之首

作者:中国电子商情 单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2017-08-07

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在全球节能化趋势日益加速的大环境下,家电产品以及工业设备不再仅仅关注功率负载较大的设备启动时和额定条件下的能效,要求负载较小的正常运转时要更节能。统计数据表明,在全球的电力需求中,约50%的电能消耗来源于电机驱动。因此,市场上MOSFET产品的更新换代速度也越来越快。近日,ROHM公司通过采用更先进的设计方案和工艺制程,再次优化了其PrestoMOS产品系列,并推出第二代R60xxMNx产品。新产品非常适用于要求低功耗化的空调等白色家电和工业设备等领域的电机驱动,可大大降低应用正常运转时的功耗,满足了社会的节能需求。

“R60xxMNx系列”属于高速trr(反向恢复时间)型600V 超级结MOSFET PrestoMOS产品,拥有业界最快trr性能的功率MOSFET,以业界最小的开关损耗著称。因使搭载变频器的白色家电的功耗更低而获得高度好评。据ROHM半导体(上海)有限公司设计中心高级经理水原德建先生介绍,最新的“R60xxMNx系列”通过优化ROHM独有的芯片结构,在保持PrestoMOS“高速trr性能”特征的基础上,还成功地使Ron(导通电阻)和Qg(栅极输入电荷量)显著降低。由此,在变频空调等电机驱动的应用中,轻负载时的功率损耗与以往的IGBT相比,降低约56%,节能效果非常明显,如图1所示。

图1 轻负载时的功率损耗,与IGBT相比,“R60xxMNx系列”降低约56%

此外,ROHM还利用多年积累的模拟技术优势,在“R60xxMNx系列”上实现了超强的短路耐受能力,减轻了因电路误动作等导致的异常发热带来的破坏风险,有助于提高应用的可靠性,如图2所示。

图2  “R60xxMNx系列”具有业界领先的超强短路耐受能力

在空调、冰箱、工业设备、充电站等领域,“R60xxMNx系列”的性能优势最为明显。主要体现在三个方面:

一是出色的节能效果。通常,MOSFET具有高速开关和低电流范围的传导损耗低的优点,设备正常运转时可有效降低功耗。“R60xxMNx系列”利用ROHM独有的Lifetime控制技术,不仅保持了业界最快trr性能,而且Ron和Qg更低(图3),非常有助于变频电路的节能。

图3 与传统SJ-MOSFET相比,“R60xxMNx系列”可实现高速trr

二是具有超强短路耐受能力,确保系统的高可靠性。在设备运转过程中,一旦发生短路,即具有电路误动作、流过超出设计值的大电流、引起异常发热、甚至元件受损的可能性。因性能与短路之间的制约关系,确保超强的短路耐受能力是非常困难的。而“R60xxMNx系列”利用ROHM的模拟技术优势,对热失控的成因,即寄生双极晶体管成功地进行了优化,并有针对性地采取了两项措施,包括:通过结构的细微化,收窄P区和N区的间隔,提高了开关速度;通过提升N区的浓度,降低了导通电阻。此举确保电机驱动所必须的短路耐受能力,同时提高了应用的可靠性。

三是自导通损耗微小。自导通是指MOSFET在关断状态下,高边主开关一旦导通,则低边MOSFET的漏极——源极间电压急剧增加,电压被栅极感应,栅极电压上升,MOSFET误动作。该现象使MOSFET内部产生自身功率损耗。而“R60xxMNx系列”通过优化寄生电容,可将该损耗控制在非常微小的最低范围内。
 

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