半導體製造商ROHM(總公司:日本京都市)推出二合一結構的SiC模組「DOT-247」,該產品非常適合PV Inverter、UPS和半導體繼電器等工業設備應用。新模組保留了「TO-247」在功率元件中的通用性,同時實現更高的設計靈活性和功率密度。
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目前PV Inverter雖以2級逆變器為主流產品,但為了滿足更高電壓的需求,對3級NPC、3級T-NPC以及5級ANPC等多級電路的需求正日益增加。上述電路的開關部分混用了Half bridge和Common source等拓撲結構,因此若搭配以往的SiC模組,往往會需要客製化產品。針對此課題,ROHM將上述兩種作為多級電路最小結構單元的拓撲集成為二合一模組。該模組不僅具備對應次世代功率轉換電路的靈活性,更實現了比Discrete元件更小的電路。
DOT-247採用將兩個TO-247封裝相連的形式,藉由搭載了在TO-247結構上難以裝載的大型晶片,並以ROHM獨家內部結構,實現了更低的導通電阻。另外透過優化封裝結構,其熱阻比TO-247降低了約15%,電感降低了約50%。因此在Half bridge*1結構中,可實現使用TO-247時2.3倍的功率密度,並能以約一半的體積達到同等級的功率轉換電路。
採用DOT-247的新產品有Half bridge和Common source等兩種拓撲結構,可對應NPC電路*2和DC-DC轉換器等多種電路配置。在上述配備多個Discrete元件的功率轉換電路中使用該產品,可以減少元件數量和安裝面積,助力實現應用產品小型化,並大幅削減安裝和設計工時。
產品陣容包括750V耐壓的4款機型(SCZ40xxDTx)和1200V耐壓的4款機型(SCZ40xxKTx)。新產品已於2025年9月開始暫以每月1萬個的規模投入量產(樣品價格:20,000日元/個,未稅)。另外符合汽車電子產品可靠性標準AEC-Q101的產品,也計畫於2025年10月開始提供樣品。
為了便於客戶在應用設計時立即進行評估,ROHM將陸續提供評估板,敬請聯繫ROHM業務代表或透過ROHM官網的「聯絡我們」詢問。
<名詞解釋>
*1)Half bridge和Common source
由兩個MOSFET構成的功率轉換電路的基本結構。Half bridge是將MOSFET上下串聯連接,並從其連接點中間輸出的方式運作。透過高低側MOSFET交替進行開關動作,可以切換輸出電壓的正負極性,並且作為逆變器和馬達驅動電路等高效率功率轉換的基本結構而被廣泛使用。
Common source是將兩個MOSFET的源極引腳相連,並從各自的汲極輸出的方式運作。透過共接源極引腳可以簡化閘極驅動電路,適用於多級逆變器等應用。
*2)NPC系列多級電路的種類
NPC(Neutral Point Clamped)是一種將輸出電壓分割為┼、0、─共3級,可降低開關元件上電壓負載的多級電路方式。產生所謂「0V」狀態利用的是中點,即位於正電壓和負電壓中間位置的連接點。
T-NPC(T-type NPC)採用的是把運用於穩定中點的二極體,替換成MOSFET等開關元件的結構,可實現更高效率的工作。ANPC(Active NPC)透過開關對中點電位本身進行主動控制,實現更平滑的輸出波形和更高精度的功率轉換。T-NPC和ANPC適用於要求更高輸出功率和更高效率的應用。
*3)ePTO(electric Power Take-Off)
利用電動車的馬達和電池電力來驅動車輛外部工作機器或設備(液壓泵、壓縮機等)的系統,是傳統燃油車輛中所使用的PTO(Power Take-Off)的電動化版本,正在環保型商用車和工程作業車等領域中加速普及。