关于内置1700V SiC MOSFET的AC/DC转换器IC性能分析

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都），面向大功率通用逆变器、AC伺服、工业用空调、街灯等工业设备，开发出内置1700V耐压SiC MOSFET*1)的AC/DC转换器*2)IC“BM2SCQ12xT-LBZ”。

近年来，随着节能意识的提高，在交流400V工业设备领域，相比现有的Si功率半导体，可支持更高电压、更节能、更小型的SiC功率半导体的应用越来越广。而另一方面，在工业设备中，除了主电源电路之外，还内置有为各种控制系统提供电源电压的辅助电源，辅助电源中广泛采用了耐压较低的Si-MOSFET和损耗较大的IGBT，在节能方面存在很大课题。

ROHM针对这些挑战，于2015年推出全球首款用来驱动高耐压、低损耗SiC MOSFET的AC/DC转换器控制IC，并一直致力于开发充分发挥SiC功率半导体性能的IC，在行业中处于领先地位。此次又开发出全球首款※内置SiC MOSFET的AC/DC转换器IC，将大大促进采用SiC MOSFET的AC/DC转换器在工业领域的普及。

※截至2019年4月18日 ROHM调查数据

“BM2SCQ12xT-LBZ”是世界首款内置节能性能极其优异的SiC MOSFET的AC/DC转换器IC，消除了分立结构带来的设计课题，从而可非常容易地开发出节能型AC/DC转换器。专为工业设备的辅助电源*3)用而优化的控制电路和SiC MOSFET一体化封装，使得新产品与普通产品相比具有诸多优势，部件数量显著减少（将12种产品和散热板缩减为1个产品），部件故障风险降低，引进SiC MOSFET相应的开发周期减少等，一举解决了诸多课题。

与ROHM以往产品相比，功率转换效率提高达5%（按功率损耗计算，削减28%）。因此，本产品非常有助于工业设备实现显著小型化、高可靠性和节能化。

本产品已于2019年1月开始出售样品（样品价格2,500日元/个，不含税），计划于2019年5月开始暂以月产10万个的规模投入量产。另外，本产品和预计今夏开始销售的评估板将于2019年4月17日~19日在日本幕张国际会展中心举行的“TECHNO-FRONTIER 2019”上展出。

未来，ROHM将继续开发SiC元器件等功率半导体*4)和用来控制功率半导体的IC，并不断优化这些产品，为工业设备的节能化和系统优化贡献力量。

新产品特点

新产品“BM2SCQ12xT-LBZ”采用专为内置SiC MOSFET而开发的专用封装，并集成了专为工业设备的辅助电源而优化的SiC MOSFET驱动用栅极驱动电路等控制电路和1700V耐压SiC MOSFET。

作为全球首创的内置1700V耐压SiC MOSFET*的AC/DC转换器IC，本产品具有以下特点，非常有助于AC400V级工业设备的小型化、节能化以及实现更高可靠性，从而有助于推动采用SiC MOSFET的AC/DC转换器的顺利普及。

1．将散热板和多达12种产品一体化封装，在小型化方面具有压倒性优势

本产品采用一体化封装，相比采用Si-MOSFET的普通分立结构，部件数量显著减少，1个封装内包含多达12种产品（AC/DC转换器控制IC、800V耐压Si-MOSFET×2、齐纳二极管×3、电阻器×6）和散热板。另外，由于SiC MOSFET具有高耐压、抗干扰性能优异的特点，还可实现降噪部件的小型化。

2．减少开发周期和风险，内置保护功能，可靠性更高

采用一体化封装，可减少钳位电路和驱动电路的部件选型及可靠性评估的工时，可降低部件故障风险，可缩减引进SiC MOSFET时的开发周期，一举多得。另外，除了通过内置SiC MOSFET而实现的高精度过热保护（Thermal Shutdown）功能外，还配备了过负载保护（FB OLP）、电源电压引脚的过电压保护（VCC OVP）、过电流保护、二次侧电压的过电压保护功能。进行连续驱动的工业设备电源所需的丰富保护功能齐备，非常有助于提高可靠性。

3．激发出SiC MOSFET的性能，节能效果显著

本产品中搭载的非常适合SiC MOSFET驱动用的栅极驱动电路，通过充分发挥SiC MOSFET的实力，与采用Si-MOSFET的普通产品相比，效率提升高达5%（截至2018年4月ROHM调查数据）。另外，本产品的控制电路采用准谐振方式，与普通的PWM方式相比，运行噪声低、效率高，尽可能降低对工业设备的噪声影响。

采用SiC MOSFET的好处

在高耐压范围中，SiC MOSFET与Si-MOSFET相比，具有“开关损耗与导通损耗小”、“可支持大功率”、“耐温度变化”等优势。基于这些优势，当SiC-MOSFET用于AC/DC转换器和DC/DC转换器等中时，可带来更高的功率转换效率、散热器件的小型化、高频工作使线圈更小等好处，具有更节能、部件数量更少、安装面积更小等效果。

应用示例

非常适用于

◇通用逆变器

◇AC伺服

◇PLC（Programmable Logic Controller）

◇制造装置

◇机器人

◇工业用空调

◇工业用照明（街灯等）等、交流400V规格的各种工业设备的辅助电源电路

评估板预计将于2019年夏季开始发售。

术语解说

*1)SiC（Silicon Carbide，碳化硅）、MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）

SiC是Si（硅）和C（碳）的化合物。用作半导体材料时，因有望实现超越Si半导体极限的特性而备受瞩目。MOSFET是基本半导体元器件-晶体管的一种（结构）。它是通过从外部施加电压来控制元器件的ON/OFF或电流流动的开关设备。

*2)AC/DC转换器

电源的一种，将交流（AC）电压转换为直流（DC）电压。一般插座中是交流电，而电子设备是直流电工作，因此，是连接插座的电子设备必须的元器件。

*3) 辅助电源

在大功率工业设备中，包括使电机等（主机）运行的主电源电路，也包括为控制IC及LED指示灯亮等（辅助）提供电源电压的辅助电源电路，将这种电源电路称为“辅助电源”。

*4)功率半导体

用来根据用途转换电压和电流的半导体，其性能直接关系到系统和设备的功率效率。要求支持高耐压、大电流。