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快速trr性能的600V SuperJunction MOSFET PrestoMOS
 

【作者: ROHM】   2017年06月22日 星期四

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近年來節能風潮頻起,其中藉由節能法的修訂,家電產品傾向於標示更接近實際使用之能源消耗效率APF(Annual Performance Factor)--意指一整年使用家庭用空調裝置時之能源消耗效率。數據越大節能性越高。不只大功率負載裝置起動時或額定條件需要節能,對小負載穩定運轉時之節能動作也越來越要求。


全世界的電力需求中,據說近50%是用於驅動馬達,在空調裝置逐漸朝新興國家普及化的同時,可想而知全球供電的狀況也會一年比一年吃緊。因此,ROHM研發出適合運用於要求低功耗的白色家電,如空調設備、冰箱或工具機(充電站等)等馬達驅動裝置的PrestoMOS,可在穩定運轉時大幅降低功耗,順應社會的節能要求。



圖一 : 功耗比較
圖一 : 功耗比較

圖二 : 性能分布圖
圖二 : 性能分布圖

保有高速trr性能

ROHM於高速trr(反向恢復時間)型600V SuperJunction MOSFET PrestoMOS中新增R60xxMNx系列產品,適用於要求低功耗的白色家電或工具機等馬達驅動應用。PrestoMOS是最快trr性能的功率MOSFET,開關損耗小。其可使搭配變流器的白色家電達到低功耗化。


R60xxMNx系列藉由ROHM獨家晶片構造來進行優化,成功保有PrestoMOS高速trr性能的特點,並同時大幅降低ON電阻及QG。因此,從搭配變流器之空調裝置等馬達驅動應用來看,相較於傳統IGBT,約可減少56%輕負載時的功耗,有助於大幅節能。


此外,R60xxMNx系列利用ROHM長年研究開發的類比技術KNOW-HOW來達到高短路容量,不僅能減少電路故障等導致異常發熱的損壞風險外,亦有助於提升應用時的可靠度。本系列從12月起以月產10萬個之規模投入量產。


產品特色

1.藉由最快的trr性能和低ON電阻、低QG來達到應用裝置的節能


圖三 : 達到高速trr
圖三 : 達到高速trr

一般來說,MOSFET具有高速切換或低電流區域導電損耗低等優點,在裝置穩定運作時有效降低功耗。R60xxMNx系列藉由ROHM獨家的生命週期控制技術,在降低ON電阻與QG的同時,仍然可維持快速的trr性能,達到最適合變流器電路節能的成效。


2.確保高短路容量的可靠度


圖四 :  PrestoMOS世代間的比較
圖四 : PrestoMOS世代間的比較

通常短路發生時,電路會無法運作,超出設計值的大電流會流出,造成異常發熱並可能導致?損。過去要從性能和短路的trade-off關係來確保高短路容量相當困難,不過R60xxMNx系列善用ROHM的類比技術,成功讓導致熱失控原因之寄生雙極性電晶體達到最佳化,不僅可確保馬達驅動時必需的短路容限,亦有助於提升應用裝置的可靠度。


3.自我啟動的功耗損耗微小

所謂自我啟動﹙self turn-on﹚,意指在MOSFET關閉﹙OFF﹚狀態下,當高側﹙High-side﹚主開關變為ON時,電壓會突然施加於低側﹙Low-side﹚間,電壓會被誘往閘極,MOSFET則因閘極電壓的上升而發生故障。雖然MOSFET會因為此現象而產生自我功率損耗,但是?R60xxMNx系列?可以藉由寄生容量最優化的動作來控制損耗,讓自我功耗降到最小。


註:PrestoMOS -- Presto表示「極快速」的義大利語,為音樂專用名詞。PrestoMOS是具有最快速trr性能特點的ROHM獨家功率MOSFET。


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