BM2SCQ12xT-LBZ, i primi IC del settore per convertitori AC/DC con MOSFET SiC da 1700 V integrati

Raggiungono eccezionali livelli di miniaturizzazione, affidabilità e risparmio d’energia nelle apparecchiature industriali da 400 V AC.

ROHM (www.rohm.com/eu) ha comunicato oggi la disponibilità di circuiti integrati per convertitori AC/DC con MOSFET SiC da 1700 V integrati, serie BM2SCQ12xT-LBZ. Questa serie è ottimizzata per applicazioni industriali, compresi lampioni stradali, sistemi di climatizzazione commerciale e servomotori ed inverter AC di uso comune destinati a dispositivi ad alta potenza.

I semiconduttori di potenza SiC erogano efficienza energetica maggiore, associata a miniaturizzazione e capacità di tensione più elevate rispetto ai dispositivi di potenza in Si esistenti. Da qualche anno la crescente consapevolezza in fatto di risparmi energetici ha incoraggiato l’adozione di semiconduttori di potenza SiC nelle applicazioni industriali da 400 V AC. D’altro canto, le apparecchiature industriali presentano il circuito dell’alimentatore principale e un alimentatore ausiliario integrato per alimentare i vari sistemi di controllo. In queste applicazioni il risparmio di energia costituisce una grande sfida, considerando la generale adozione di MOSFET in Si a bassa tensione e di IGBT con perdite elevate.

Per rispondere a queste esigenze, ROHM è divenuta leader di settore nello sviluppo di circuiti integrati che portano ai massimi livelli la performance dei semiconduttori di potenza SiC, diventando così la prima nel 2015 ad offrire circuiti integrati di controllo per convertitori AC/DC per pilotare MOSFET SiC a bassa perdita e ad alta tensione. Questa volta ROHM ha creato i primi circuiti integrati del settore per convertitori AC/DC con MOSFET SiC integrati, che promuovono l’adozione di convertitori AC/DC dotati di MOSFET SiC nelle apparecchiature industriali.

La serie BM2SCQ12xT-LBZ è costituita dai primi circuiti integrati del settore per convertitori AC/DC con MOSFET SiC da 1700 V integrati. Si tratta di una serie che raggiunge risparmi di energia rivoluzionari e facilita un’efficiente configurazione dei convertitori AC/DC, risolvendo molte problematiche di design che ostacolano le soluzioni discrete. L’integrazione in un unico package di un MOSFET SiC e di circuiti di controllo ottimizzati per alimentatori ausiliari destinati alle apparecchiature industriali riduce sensibilmente il numero di componenti rispetto alle configurazioni tradizionali (da 12 pezzi più il dissipatore di calore si passa ad un singolo circuito integrato). L’adozione di MOSFET SiC riduce altresì al minimo sia il rischio di guasto dei componenti che il lavoro di sviluppo necessario. A ciò si aggiunga che questo prodotto consente di migliorare l’efficienza energetica del 5% (e di diminuire la perdita di potenza del 28%). Nelle applicazioni industriali queste caratteristiche si traducono in dimensioni drasticamente ridotte, miglioramento dell’efficienza e risparmi di energia superiori.

Per il futuro ROHM continuerà a sviluppare semiconduttori di potenza come i dispositivi SiC, unitamente ai circuiti integrati per controllarli, fornendo soluzioni ottimizzate che contribuiscono a incrementare i risparmi energetici e le prestazioni delle apparecchiature industriali.

 

Caratteristiche fondamentali

La serie BM2SCQ12xT-LBZ adotta un package dedicato all’integrazione di un MOSFET SiC da 1700 V, unito a circuiti di controllo (vale a dire un circuito di pilotaggio del gate del MOSFET SiC) ottimizzati per alimentatori ausiliari industriali.

Questi pionieristici circuiti integrati per convertitori AC/DC presentano le caratteristiche seguenti, che contribuiscono alla forte diffusione di convertitori AC/DC dotati di MOSFET SiC, migliorando l’affidabilità, l’efficienza energetica e la compattezza delle apparecchiature industriali da 400 V AC:

  1. Il prodotto sigla livelli rivoluzionari di miniaturizzazione sostituendo 12 componenti e il dissipatore di calore con un singolo package.

Gli ultimi prodotti di ROHM arrivano a sostituire anche 12 componenti (circuito integrato per convertitori AC/DC, 2 MOSFET Si da 800 V, 3 diodi Zener, 6 resistori) e il dissipatore di calore con un singolo package, riducendo così drasticamente il numero di componenti esterni richiesto. Inoltre, l’elevata tensione di tenuta e la resistenza al rumore di tensione del MOSFET SiC interno rendono possibile ridurre le dimensioni dei componenti usati per la soppressione del rumore.

 

  1. Il prodotto riduce le ore di lavoro e il rischio, mentre le molteplici funzioni di protezione integrate forniscono un’affidabilità superiore

Il design monolitico riduce le ore di lavoro necessarie per selezionare i componenti e valutare l’affidabilità dei circuiti di limitazione e dei circuiti di pilotaggio, minimizzando al tempo stesso il rischio di guasto dei componenti e semplificando il lavoro di sviluppo per l’adozione dei MOSFET SiC. Inoltre integra la protezione da sovraccarico (FB OLP), la protezione da sovratensione (VCC OVP) del pin della tensione di alimentazione e una funzione di shutdown termico (TSD) molto precisa (ottenuta grazie ai MOSFET SiC integrati), unitamente alle funzioni di protezione da sovracorrente e di protezione da sovratensione del secondario. L’integrazione di circuiti di protezione multipli per alimentatori industriali che necessitano di funzionare in continuo migliora significativamente l’affidabilità del sistema.

  1. Il prodotto porta al massimo livello le prestazioni dei MOSFET SiC per un drastico miglioramento dei risparmi energetici

Il circuito del gate driver integrato, ottimizzato per il MOSFET SiC interno, migliora l’efficienza del 5% rispetto ai MOSFET in Si convenzionali (ricerca ROHM aprile 2018). Peraltro per il circuito di controllo si adotta un metodo a pseudo-risonanza che consente il funzionamento con maggiore efficienza e minor rumore rispetto ai sistemi PWM convenzionali, riducendo al minimo gli effetti del rumore nelle apparecchiature industriali.

 

Vantaggi dei MOSFET SiC

I MOSFET SiC prospettano un gran numero di vantaggi rispetto ai loro omologhi in silicio nell’ambito di elevate tensioni di scarica distruttiva, come perdite di commutazione e di conduzione più basse, capacità di gestione di potenze più elevate e maggiore resistenza alle variazioni di temperatura. Così diventa possibile ridurre il numero di componenti necessario e l’area di montaggio, migliorando al tempo stesso i risparmi di energia quando si impiegano nei convertitori AC/DC e DC/DC, per esempio aumentando l’efficienza della conversione di potenza e diminuendo le dimensioni dei componenti per la dissipazione di calore e della bobina grazie al funzionamento ad alta frequenza.

 

Linea di prodotti

 

Esempi applicativi

  • Inverter di uso comune
  • Servomotori AC
  • PLC (Controllori Logici Programmabili)
  • Apparecchiature produttive
  • Robot
  • Sistemi di climatizzazione commerciali
  • Illuminazione industriale (per es. lampioni stradali)

Ottimizzati per circuiti di alimentatori ausiliari in apparecchiature industriali da 400 V AC.

Disponibilità

Gennaio 2019 (campioni), maggio 2019 (quantità per OEM). In estate saranno disponibili le evaluation board.

 

 

Arsenio Spadoni

Journalist, ElettronicaIn Publisher & Founder, Futura Elettronica Founder,

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