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世界初、1700V SiC MOS内蔵AC/DCコンバータIC

交流400V産業機器用電源の大幅な
小型化、省電力化、効率向上が容易に

注目ワード
  • 1700V耐圧SiC MOSFET内蔵のAC/DCコンバータIC
  • スイッチングおよび導通損失が少ない
  • 大電力対応が可能
  • 温度変化に強い
  • 電力変換の高効率化
  • 放熱用部品の小型化
  • 高周波動作によるインダクタの小型化など
  • 省電力化や部品点数削減
  • 実装面積削減
  • 交流400V産業機器の小型化・信頼性の向上・省電力化を容易に実現
  • 最大12部品と放熱板を1パッケージ化
  • 開発工数が削減
  • 各種保護機能を搭載
  • SiC MOSFETの性能を最大限
  • 5%の効率向上
  • 低ノイズで高効率動作が可能な擬似共振方式

BM2SCQ12xT-LBZ」は、大電力を扱う汎用インバータやACサーボ、産業用エアコン、街灯などの産業機器アプリケーション用に開発した、1700V耐圧SiC MOSFET内蔵のAC/DCコンバータICです。SiC MOSFETを内蔵したAC/DCコンバータICは世界で初めて*となり、SiC MOSFETの内蔵によりディスクリート構成部分の設計が必要なく、省電力のAC/DCコンバータを簡単に開発することができます。*2019年4月ローム調べ

一般的なSi-MOSFETを採用したディスクリート部品構成に対して、最大12部品と放熱板を1パッケージ化した、BM2SCQ12xT-LBZ

SiC MOSFETを利用するメリット

SiC MOSFETはSi-MOSFETと比較して、高耐圧領域でスイッチングおよび導通損失が少ない大電力対応が可能、温度変化に強い、といった利点があります。これらはTech Webの「SiCパワーデバイス:基礎知識」でも解説している通りです。これらの利点により、AC/DCコンバータやDC/DCコンバータなどの電力変換アプリケーションでは、電力変換の高効率化、放熱用部品の小型化、高周波動作によるインダクタの小型化など、省電力化や部品点数削減、実装面積削減が可能です。

特に、交流400Vを扱う産業機器において、これらのメリットからSiCパワー半導体の採用が進んでいます。メインの電源回路に加えて、省電力化の課題と言われている各種制御システム用の補助電源の高効率化と小型化も可能になります。

SiC MOSFET内蔵AC/DCコンバータIC「BM2SCQ12xT-LBZ」の特長

BM2SCQ12xT-LBZは、SiC MOSFET内蔵のために開発された専用パッケージを採用しており、SiC MOSFET駆動用のゲートドライブ回路など産業機器の補機電源用に最適化された制御回路と、1700V耐圧SiC MOSFETを内蔵しています。以下の特長により、交流400V産業機器の小型化、信頼性の向上、省電力化を容易に実現します。

BM2SCQ12xT-LBZのアプリケーションイメージと交流400V産業機器に対するメリット

1. 最大12個の部品と放熱板を1パッケージ化し、大幅な部品点数削減と小型化を実現

BM2SCQ12xT-LBZは、一般的なSi-MOSFETを採用したディスクリート部品構成に対して、最大12部品(AC/DCコンバータ制御IC、800V耐圧Si-MOSFET×2、ツェナーダイオード×3、抵抗器×6)と放熱板を1パッケージ化しています。

大幅に部品点数を削減するとともにより小型の部品を使用可能になり、電源回路の小型化が可能です。また、SiC MOSFETが高耐圧で高電圧ノイズに強いことから、ノイズ対策部品も小型化できます。

最大12個の部品と放熱板を1パッケージ化し、大幅な部品点数削減と小型化を実現するBM2SCQ12xT-LBZ

2. 開発工数と故障率の低減し、必要な保護機能を搭載

従来のディスクリート構成を1パッケージ化したことで、各部品やSiC MOSFETの選定、評価、設計などの開発工数が削減でき、部品点数が減ったことで信頼性が向上します。また、SiC MOSFETを内蔵したことで実現した高精度な過熱保護のほか、過負荷保護や電源端子の過電圧保護、過電流保護、二次側電圧の過電圧保護など各種保護機能を搭載しています。

3. SiC MOSFETの性能を引き出し、大幅な省電力化を実現

SiC MOSFETの駆動に最適化された内部ゲートドライブ回路が、SiC MOSFETの性能を最大限に引き出します。一般的なSi-MOSFET採用品と比較して、最大で5%の効率向上を実現します(2018年4月ローム調べ)。

また、制御方式には、一般的なPWM方式と比較して低ノイズで高効率動作が可能な擬似共振方式を採用しているため、高効率を達成しながらノイズの影響を最小限に抑えることが可能です。

AC/DCコンバータでのSiC MOSFETとSi-MOSFETの効率の違い

<ラインアップ>

品番 電源電圧
範囲
通常時
動作電流
バースト時
動作電流
最大動作
周波数
FB OLP VCCOVP 動作温度
範囲
BM2SCQ121T-LBZ VCC:
15.0V

27.5V
DRAIN:
1700V (Max.)
2000μA (Typ.) 500μA (Typ.) 120kHz (Typ.) Auto
Restart
Latch -40℃

105℃
BM2SCQ122T-LBZ Latch Latch
BM2SCQ123T-LBZ Auto
Restart
Auto
Restart
BM2SCQ124T-LBZ Latch Auto
Restart

これらは、ネット商社からも購入可能です。また、評価ボードは2019年夏に発売が予定されています。

また、すでにリリースされているSiC MOSFETを内蔵していないコントローラタイプの「BD7682FJ-LB」も用意されており、その設計事例は、Tech Web基礎知識AC/DC設計編「SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例」で説明していますので、合わせて参照願います。

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