Circuitos integrados

CI de convertidores CA/CC con MOSFET de SiC de 1700V integrado

ROHM ha anunciado la disponibilidad de los circuitos integrados (CI) de convertidores CA/CC con MOSFET de SiC de 1700V integrado, de la serie BM2SCQ12xT-LBZ. Esta serie está optimizada para aplicaciones industriales, que incluyen luminarias públicas, sistemas de aire acondicionado comerciales y servos e inversores de CA de uso general utilizados en dispositivos de alta potencia.

Los semiconductores de potencia de SiC aportan una mayor eficiencia energética, miniaturización y mayor capacidad de tensión que los dispositivos de potencia de Si existentes. En los últimos años, la creciente preocupación por el ahorro de energía ha impulsado la adopción de semiconductores de potencia de SiC en aplicaciones industriales de 400V CA. Por otro lado, los equipos industriales disponen de circuito de fuente de alimentación principal y de una fuente de alimentación auxiliar integrada que suministra energía a varios sistemas de control. En estas aplicaciones, el ahorro de energía supone un gran desafío, ya que los ineficientes MOSFET de Si de alta tensión e los IGBT con altas pérdidas de conmutación han sido adoptados muy ampliamente.

En respuesta, ROHM ha liderado la industria en cuanto al desarrollo de variados CI que maximizan el rendimiento de los semiconductores de potencia de SiC, y se convirtió así en la primera empresa en ofrecer CI de control de convertidores de CA/CC para accionar MOSFET de SiC de alta tensión y bajas pérdidas en 2015. Esta vez hemos creado los primeros CI de convertidores CA/CC de la industria con MOSFET de SiC integrado, que simplifican la adopción de MOSFET de SiC en convertidores CA/CC para equipos industriales.

La serie BM2SCQ12xT-LBZ se compone de los primeros CI de convertidor CA/CC de la industria con MOSFET de SiC de 1700V integrado. Esta serie logra sorprendentes ahorros de energía y facilita la configuración eficiente de los convertidores CA/CC al resolver muchos de los problemas de diseño que afectan las soluciones basadas en componentes discretos. La incorporación de un MOSFET de SiC y circuitos de control optimizados para fuentes de alimentación auxiliares para equipos industriales en un solo paquete reduce significativamente el número de piezas en comparación con las configuraciones convencionales (de 12 piezas más disipador a un único CI). También reduce tanto el riesgo de fallo de los componentes como el esfuerzo que se requiere en eldesarrollo asociado los MOSFET de SiC. Además, este producto permite mejorar la eficiencia energética en un 5% (y reducir la pérdida de potencia en un 28%). Estas características se traducen en una reducción drástica del tamaño, una mejora de la fiabilidad y un ahorro de energía superior en aplicaciones industriales.

En el futuro, ROHM continuará desarrollando semiconductores de potencia tales como dispositivos SiC junto con circuitos integrados para controlarlos, proporcionando soluciones optimizadas que contribuyan a un mayor ahorro de energía y rendimiento en los equipos industriales.

Características clave
La serie BM2SCQ12xT-LBZ adopta un paquete dedicado para incorporar un MOSFET de SiC de 1700V junto con un circuito de control (es decir, un circuito de accionamiento de compuerta de MOSFET de SiC) optimizado para fuentes de alimentación auxiliares en el sector industrial. 
Estos avanzados CI de convertidores CA/CC ofrecen las siguientes características que contribuyen a la proliferación de convertidores CA/CC equipados con MOSFET de SiC al mejorar la fiabilidad, la eficiencia energética y la compacidad de los equipos industriales de 400V AC:

1. Logra una miniaturización muy significativa al sustituir 12 componentes más undisipador por un solo encapsulado
La última serie de productos de ROHM sustituye hasta 12 componentes (CI de convertidor CA/CC, MOSFET de Si de 800V x 2, diodo Zener x 3, resistor x 6) más un disipador doble por un solo encapsulado, reduciendo drásticamente el número de piezas externas requeridas. Además, la alta capacidad de tensión y al ruido de la tensión del MOSFET de SiC interno permite reducir el tamaño de los componentes utilizados para la supresión del ruido.

2. Reduce las horas-persona y el riesgo, mientras que las múltiples funciones de protección incorporadas proporcionan una fiabilidad superior
El diseño monolítico reduce las horas de mano de obra necesarias para la selección de componentes y la evaluación de la fiabilidad de los circuitos de bloqueo y de accionamiento, a la vez que minimiza el riesgo de fallo de los componentes y simplifica la carga de desarrollo para la adopción de MOSFET de SiC. Además, integra funciones como protección de sobrecarga (FB OLP), protección de sobretensión (VCC OVP) del pin de tensión de alimentación, y apagado térmico de alta precisión (TSD,realizada a través del MOSFET de SiC incorporado), junto con funciones de protección de sobrecorriente y protección de sobretensión secundaria. La incorporación de múltiples circuitos de protección para fuentes de alimentación industriales que requieren un funcionamiento continuo mejora significativamente la fiabilidad del sistema.

3. Maximiza el rendimiento del MOSFET de SiC para mejorar drásticamente el ahorro de energía.
El circuito controlador de compuerta integrado optimizado para el MOSFET de SiC interno mejora la eficiencia hasta en un 5% en comparación con los MOSFET de Si convencionales (estudio de ROHM de abril de 2018). Además, se adopta un método de pseudo-resonancia para el circuito de control que permite operar con mayor eficiencia y menor ruido que los sistemas de modulación PWM convencionales, minimizando así los efectos del ruido en los equipos industriales.

Ventajas de los MOSFET de SiC
Los MOSFET de SiC proporcionan una serie de ventajas en comparación con sus equivalentes de silicio en niveles de tensión altos, tales como menores pérdidas de conmutación y conducción, mayor capacidad de de potencia y mayor estabilidad frente a cambios de temperatura. Esto permite reducir el número de piezas necesarias y la superficie de montaje, a la vez que mejora el ahorro de energía cuando se utiliza en convertidores CA/CC y CC/CC. Por ejemplo, reduciendo el tamaño de los componentes de disipación de calor y de la bobina mediante el funcionamiento a una mayor frecuencia de conmutación.

Gama de productos


Ejemplos de aplicación
- Inversores de uso general 
- Servos de CA 
- PLCs (controladores lógicos programables)
- Equipos de manufactura 
- Robots 
- Aire acondicionado comercial 
- Iluminación industrial (p. ej. luminarias)
Optimizado para circuitos auxiliares de alimentación en equipos industriales de 400V AC

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