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ROHM推600V耐压通用型IGBT IPM 兼具降噪和低噪声特性

关键词:ROHMIGBT IPM

时间:2021-04-23 16:10:12      来源:中电网

随着物联网的发展与普及,Wi-Fi等通信功能的增设加速。所有的白色家电和工业设备都需要持续通电以确保通信功能,这就导致对家电产品和工业产品的能耗要求越来越严格,对功率转换的效率要求越来越高。

随着物联网的发展与普及,Wi-Fi等通信功能的增设加速。所有的白色家电和工业设备都需要持续通电以确保通信功能,这就导致对家电产品和工业产品的能耗要求越来越严格,对功率转换的效率要求越来越高。与此同时,对于负责功率转换工作的功率半导体之一IGBT以及配备了IGBT的模块,也提出了进一步降低功耗的要求。另一方面,在IGBT IPM的开发中,为了降低功耗通常会优先考虑低损耗,致使产品噪声特性恶化的情况较多,这就需要改善噪声特性。

近日,ROHM推出业内超高特性IGBT IPM系列产品“BM6437x系列”,既满足降低辐射噪声,又能实现降低功率损耗的要求。该系列产品可内置于空调、洗衣机等白色家电和小型工业设备(如工业用机器人用的小容量电机等)中,且非常适用于各种变频器的功率转换。

三大特性帮助工程师简化系统设计

新产品系列特点主要集中在三方面:噪声低且节能、高精度温度监控、新增“产品识别功能”。

1. 同时实现业内出色的降噪特性和低损耗特性

通过优化内置FRD的软恢复性能和内置IGBT,使辐射噪声比普通产品低6dB以上(比较峰值时)。其业内出色的噪声特性,使得削减以往所需的噪声滤波器成为可能。此外,通过内置ROHM最新的IGBT元件,降低了导通损耗和开关损耗,与以往产品相比,功率损耗降低6%(fc=15kHz时)。因其在业内具有超高特性,从而有助于降低各种设备的功耗。

2. 温度监控功能的精度显著提高,使削减外置热敏电阻成为可能

相比普通产品±5%(相当于5℃)(90℃时)的温度监控功能保证,新产品的精度大大改善,可达到与热敏电阻同等的保证精度±2%(相当于2℃)(同样90℃时)。这使得削减以往高精度温度监控器所需的外置热敏电阻数量成为可能,从而有助于减少元器件数量和设计工时。

3. 具备安装于电路板后的产品识别功能,可防止误装

作为新功能,新产品增加了产品识别功能。通常,产品名称会印在模塑表面上,以往在电路板上安装后很难进行确认,但是本系列新产品可以通过阻抗测量仪识别已安装到电路板上的产品,有助于防止封装相同的其他公司产品和电流值不同的产品误装。

据介绍,目前上市的新产品系列,包含15安培到35安培四个系列,这四个系列完全兼容,且采用完全相同的封装,客户可以通过改变不同的IPM型号,可以实现不同功率、机种之间的切换。大大改善客户开发产品周期。

ROHM技术中心高级经理顾伟俊在近日举办的媒体会中称,提起ROHM的功率元器件,讨论更多的可能是碳化硅产品,其实ROHM的功率器件业务涵盖非常广泛,包括从晶圆、裸芯片到分离器件、模块,IC以及IPM这样的功率器件,拥有丰富的产品群。IPM作为功率模块中主要的产品线,ROHM正在不断地投入、开发和丰富产品系列,使之成为越来越主流的产品。

那么,什么是IPM呢?

IPM即智能功率模块,与普通功率模块相比,IPM可以将功率器件集成在一个封装器件中,同时还可以把相应的驱动电路以及周边的保护电路全部集成到模块里,帮助工程师简化产品设计。以空调电机的压缩机控制板为例,从图中可以看出,左侧蓝色边框内的部分是以往的功率驱动板,将功率器件、驱动电路和电流检测保护电路分布在板子上,完成一个功率转换的电路。相比右侧而言,IPM完全取代这些器件,既易于设计,又可以将产品面积缩减至三分之一。尽管在一些性能指标的对应上面,分离器件可以更灵活的对外围器件做调整,但随着IPM现在性能越来越可靠,应用越来越适用,调整电路的要求逐步弱化。

IPM作为一个功率模块,里面包含很多的功率器件,ROHM所有的功率器件,包括前端,从晶圆到裸片的开发,都是在日本的工厂完成。完成后,会送到泰国工厂做后续的封装以及测试的工作。完成封装、测试以后,然后再做全球的出货、统配工作,可以说所有产品保障都是由ROHM公司内部完成。

在IPM支持开发方面,ROHM还可提供相当完善的在线仿真工具和产品,相应的应用原理方框图以及物料清单,应用指南帮助工程师。不仅可根据客户要求的条件进行损耗计算,还可与系统框图和评估板等相结合来实现更理想的产品设计。

ROHM公司一直致力于IPM不断的改善和新产品的开发,尤其是对空调领域,新推出了使用自产硅基MOS-PrestoMOS™的高效率IPM产品,并且已经有部分产品在官网公布。据悉,使用该产品以后,普通的变频空调在常年应用工作中,可以降低50%左右的功率损耗。未来,ROHM也将继续扩大系列产品阵容,并且已经投入到了车载级产品的开发,支持汽车级应用,希望能在更广泛的领域进一步帮助工程师降低产品功耗,减少设计工时。

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