600V 超級結MOSFET “PrestoMOS”系列產(chǎn)品助力變頻空調節能

　　全球知名半導體制造商ROHM(總部位于日本京都)推出600V耐壓超級結 MOSFET“PrestoMOS”系列產(chǎn)品，在保持極快反向恢復時(shí)間(trr※1))的同時(shí)，提高設計靈活度，非常適用于空調、冰箱等白色家電的電機驅動(dòng)以及EV充電樁。近日，該系列產(chǎn)品群又新增了“R60xxJNx系列”共30種機型。

　　此次開(kāi)發(fā)的新系列產(chǎn)品與以往產(chǎn)品同樣利用了ROHM獨有的壽命控制技術(shù)，實(shí)現了極快的反向恢復時(shí)間(trr)。與IGBT相比，輕負載時(shí)的功耗成功減少了58%左右。另外，通過(guò)提高導通MOSFET所需要的電壓水平，避免發(fā)生造成損耗增加原因之一的誤開(kāi)啟(Self Turn-on)現象※2)。不僅如此，還通過(guò)優(yōu)化內置二極管的特性，改善了超級結MOSFET特有的軟恢復指數※3)，可減少引發(fā)誤動(dòng)作的噪聲干擾。通過(guò)減少這些阻礙用戶(hù)優(yōu)化電路時(shí)的障礙，提高設計靈活度。

　　該系列產(chǎn)品已經(jīng)以月產(chǎn)10萬(wàn)個(gè)的規模逐步投入量產(chǎn)(樣品價(jià)格：180日元起，不含稅)。前期工序的生產(chǎn)基地為ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福岡)，后期工序的生產(chǎn)基地為ROHM Korea Corporation(韓國)。另外，該系列產(chǎn)品已于3月起在A(yíng)MEYA360、Right IC、SEKORM這三家網(wǎng)售平臺開(kāi)始網(wǎng)售。

　　<背景>

　　據了解，在全球的電力需求中，近50%用于電機驅動(dòng)，隨著(zhù)白色家電在新興國家的普及，電機驅動(dòng)帶來(lái)的電力消耗量預計會(huì )逐年增加。包括空調和冰箱在內，白色家電多使用變頻電路進(jìn)行電機驅動(dòng)，而變頻電路的開(kāi)關(guān)元件一般使用IGBT。但是，近年來(lái)在節能性能需求高漲的大趨勢下，可有效降低設備穩定運行時(shí)功耗的MOSFET正在逐步取代IGBT。

　　在這種背景下，ROHM于2012年首家實(shí)現以極快反向恢復特性為特點(diǎn)的功率MOSFET PrestoMOS的量產(chǎn)，由于該系列產(chǎn)品可大大降低應用的功耗而受到市場(chǎng)的高度好評。

　　<什么是PrestoMOS>

　　Presto表示“極快”，是源于意大利語(yǔ)的音樂(lè )術(shù)語(yǔ)。

　　通常，MOSFET具有快速開(kāi)關(guān)以及在低電流范圍的傳導損耗低的優(yōu)勢。例如，用于空調的情況下，非常有助于穩定運轉時(shí)實(shí)現低功耗。PrestoMOS正是在低電流范圍實(shí)現低功耗的、以極快的反向恢復時(shí)間(trr)為特點(diǎn)的ROHM獨創(chuàng )的功率MOSFET。

　　<提高設計靈活度的關(guān)鍵>

　　開(kāi)關(guān)速度的高速化與誤開(kāi)啟現象、噪聲干擾是相悖的，用戶(hù)在電路設計時(shí)需要通過(guò)調整柵極電阻來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。與一般的MOSFET相比，ROHM的R60xxJNx系列已經(jīng)具備了誤開(kāi)啟現象以及噪聲對策，有助于提高用戶(hù)的設計靈活度。

　　1.避免增加損耗的誤開(kāi)啟對策

　　本系列產(chǎn)品通過(guò)優(yōu)化MOSFET結構上存在的寄生電容，將開(kāi)關(guān)時(shí)的額外柵極電壓降低了20%。另外，使MOSFET導通所需的閾值電壓(Vth)增加了約1.5倍，是“不易產(chǎn)生誤開(kāi)啟現象的設計”。因此，擴大了用戶(hù)通過(guò)柵極電阻來(lái)進(jìn)行損耗調節的范圍。

　　2.改善恢復特性，減少噪聲干擾。

　　通常，超級結MOSFET的內置二極管的恢復特性為硬恢復。但是，ROHM的R60xxJNx系列，通過(guò)優(yōu)化結構，與以往產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品的軟恢復指數改善了30%，不僅保持了極快的反向恢復時(shí)間(trr)，還成功減少了噪聲干擾。因此，用戶(hù)通過(guò)柵極電阻調節噪音干擾時(shí)變得更加容易。

　　<產(chǎn)品陣容>

　　<應用例>

　　空調、冰箱、工業(yè)設備(充電樁等)

　　<術(shù)語(yǔ)解說(shuō)>

　　※1　trr : 反向恢復時(shí)間 (Reverse Recovery Time)

　　開(kāi)關(guān)二極管從導通狀態(tài)到完全關(guān)斷狀態(tài)所需的時(shí)間。

　　※2 誤開(kāi)啟現象

　　對MOSFET施加急劇的電壓時(shí)，會(huì )產(chǎn)生額外的柵極電壓，超過(guò)產(chǎn)品特定的閾值而使MOSFET誤導通的現象。此時(shí)產(chǎn)生的不必要的導通時(shí)間會(huì )直接導致?lián)p耗增加。一般多發(fā)于逆變電路等橋式電路，通常需要采取增加外置部件等對策。

　　※3 軟恢復指數

　　通常，二極管存在反向恢復時(shí)間(trr)短但容易產(chǎn)生噪聲的硬恢復和不容易產(chǎn)生噪聲但反向恢復時(shí)間(trr)長(cháng)的軟恢復兩種恢復模式。超級結 MOSFET的內置二極管的特點(diǎn)是硬恢復特性尤為顯著(zhù)。表示軟恢復性能的指數采用圖中的ta÷tb。