Renesas Electronics Corporation a anunțat dezvoltarea unei noi generații de tranzistoare IGBT din siliciu (Si-IGBT – Silicon Insulated Gate 
Bipolar Transistors) care vor fi disponibile într-o amprentă mică, oferind în același timp pierderi de putere reduse. Destinate invertoarelor pentru vehiculele electrice (EV) de generație următoare, IGBT-urile din generația AE5 vor fi produse în masă începând cu prima jumătate a anului 2023 pe liniile de plăcuțe de siliciu de 200 și 300 mm ale Renesas, la fabrica companiei din Naka, Japonia. În plus, Renesas va accelera producția începând cu prima jumătate a anului 2024 la noua sa fabrică de plăcuțe semiconductoare de putere de 300 mm din Kofu, Japonia, pentru a răspunde cererii tot mai mari de produse semiconductoare de putere.
Procesul AE5 pentru IGBT-uri, bazat pe siliciu, realizează o reducere cu 10% a pierderilor de putere în comparație cu produsele AE4 din generația actuală, o economie de energie care va ajuta dezvoltatorii de vehicule electrice să economisească energia bateriei și să crească autonomia de deplasare. În plus, noile produse sunt cu aproximativ 10% mai mici, păstrând în același timp o robustețe ridicată. Acestea ating cel mai înalt nivel de performanță din industrie pentru IGBT-uri, prin echilibrarea optimă a compromisurilor dintre pierderile reduse de putere și robustețe. În plus, noile IGBT-uri îmbunătățesc semnificativ performanța și siguranța ca module prin minimizarea variațiilor parametrilor între IGBT-uri și prin asigurarea stabilității la operarea IGBT-urilor în paralel. Aceste caracteristici oferă inginerilor o mai mare flexibilitate pentru a proiecta invertoare mai mici care ating performanțe ridicate.
Caracteristicile principale ale noii generații de IGBT-uri (AE5)
-
Patru produse care vizează invertoare de 400-800V: Tensiune de ținere: 750V (220A și 300A) și tensiune de ținere: 1200V (150A și 200A).
-
Performanță constantă pe toată gama de temperaturi de operare a joncțiunii (Tj) de la -40°C la 175°C
-
Cel mai înalt nivel de performanță din industrie, cu o tensiune Vce (tensiune de saturație) de 1,3V, o valoare cheie pentru minimizarea pierderilor de putere
-
Densitate de curent cu 10% mai mare în comparație cu produsele convenționale și dimensiuni mici ale cipului (100mm2/300A) optimizate pentru pierderi de putere reduse și rezistență de intrare ridicată
-
Funcționare paralelă stabilă prin reducerea variațiilor parametrilor la VGE(off) la ±0,5V
-
Menține zona de funcționare sigură în condiții de polarizare inversă (RBSOA) cu un impuls de curent Ic maxim de 600A la temperaturi de joncțiune de 175°C și un timp de ținere la scurtcircuit foarte robust de 4µs la 400V.
-
Reducerea cu 50% a dependenței de temperatură a rezistenței de poartă (Rg). Acest lucru minimizează pierderile de comutație la temperaturi ridicate, tensiunea de vârf la temperaturi scăzute și timpul de ținere la scurtcircuit, sprijinind proiectele de înaltă performanță.
-
Disponibil sub formă de plăcuță semiconductoare (wafer)
-
Permite reducerea pierderilor de putere ale invertorului, îmbunătățind eficiența energetică cu până la 6% față de procesul AE4 actual la aceeași densitate de curent, permițând vehiculelor electrice să parcurgă distanțe mai lungi și să utilizeze mai puține baterii.
Soluție de invertor pentru vehicule electrice (EV)
În cazul EV-urilor, motoarele care propulsează vehiculele sunt controlate de invertoare. Dispozitivele de comutație, cum ar fi IGBT-urile, sunt esențiale pentru minimizarea consumului de putere pentru vehiculele electrice, deoarece invertoarele convertesc puterea de curent continuu în putere de curent alternativ de care au nevoie motoarele vehiculelor electrice. Pentru a ajuta dezvoltatorii, Renesas oferă xEV Inverter Reference Solution, un proiect de referință hardware funcțional care combină un IGBT, un microcontroler, un circuit integrat de management a puterii (PMIC), un circuit integrat de comandă a porții și o diodă de recuperare rapidă (FRD). Renesas oferă, de asemenea, kitul xEV Inverter Kit, care este o implementare hardware a proiectului de referință. În plus, Renesas oferă un instrument de calibrare a parametrilor motorului și xEV Inverter Application Model and Software, care combină un model de aplicație și o mostră de software pentru controlul motorului. Aceste instrumente și programe de asistență de la Renesas sunt menite să ajute clienții să își simplifice eforturile de dezvoltare software. Renesas plănuiește să adauge IGBT-urile de nouă generație la aceste kituri de dezvoltare hardware și software pentru a permite o eficiență energetică și o performanță și mai bune într-un spațiu mai mic.
Disponibilitate
Mostre ale versiunii cu tensiune de ținere de 750 cu 300A sunt disponibile acum la Renesas. Versiuni suplimentare sunt planificate pentru lansări viitoare. Mai multe informații despre noile IGBT-uri pot fi găsite aici: https://www.renesas.com/products/automotive-products/automotive-power-devices/automotive-igbt-0.
Un blog despre noul produs este, de asemenea, disponibil pe site: The next generation IGBT/AE5 offers high efficiency and ease of use.
Renesas Electronics Corporation