전원 설계 기술 정보 사이트

기술 자료 다운로드

알면 득이 되는 키 포인트

650V 내압 IGBT 「RGTV / RGW 시리즈」 : 업계 최고 수준의 고효율과 소프트 스위칭 동시 실현

낮은 도통 손실과 고속 스위칭 동시 실현 = 고효율 /
Overshoot 대폭 저감 = 억제 부품 삭감

주목 키워드
  • RGTV 시리즈
  • RGW 시리즈
  • 낮은 도통 손실 (VCE(sat)=1.5V)
  • 고속 스위칭 (tf=30~40ns)
  • 트레이드 오프 관계
  • 박형 웨이퍼 기술
  • 셀을 미세화한 로옴의 독자적인 구조
  • 인터리브 PFC 회로
  • 소프트 스위칭
  • 전압 Overshoot를 50% 저감
  • 스너버 회로 등의 부품수 삭감
  • 안전성 및 신뢰성 향상
  • 게이트 저항
  • 스위칭 손실이 증가

로옴은 업계 최고 수준의 낮은 도통 손실과 고속 스위칭을 동시에 실현하여, 스위칭 시의 Overshoot를 대폭 저감한 650V 내압 IGBT 「RGTV 시리즈 (단락 내량 유지 타입)」, 「RGW 시리즈 (고속 스위칭 타입)」의 총 21기종의 제품을 개발하여 공급하고 있습니다.

저소비전력화의 요구가 높아지는 가운데, 실질적인 시스템의 소비전력은 증가하고 있어, 한층 더 효율 개선이 요구되고 있습니다. 또한, IGBT를 사용하는 대전력 어플리케이션에서는 기기의 신뢰성 확보를 위해, 디바이스의 고장 및 기기의 오동작으로 이어지는 스위칭 시의 Overshoot 대책이 필수 요건입니다. 이러한 배경에 대응하기 위해 본 시리즈를 개발하였습니다.

업계 최고 수준의 낮은 도통 손실과 고속 스위칭을 모두 실현하여 효율 개선

본 시리즈는 업계 최고 수준의 낮은 도통 손실 (VCE(sat)=1.5V) 고속 스위칭 (tf=30~40ns)을 달성하였습니다. 이 두가지 특성은 트레이드 오프 관계지만, 박형 웨이퍼 기술을 구사함으로써 기존품 대비 웨이퍼 두께를 15% 박형화하고, 셀을 미세화한 로옴의 독자적인 구조를 채용함으로써, 동시 실현이 가능했습니다. 하기의 비교 그래프는, RGW 시리즈가 VCE(sat)=1.5V의 낮은 도통 손실을 실현하면서, 약 800µJ의 낮은 스위칭 손실을 동시에 실현한 것을 나타내고 있습니다.

하기 그래프를 통해 알 수 있듯이 이러한 성능 향상으로, 인터리브 PFC 회로에서 사용할 경우 기존품 대비 경부하 시 1.2%, 중부하 시 0.3%의 효율 향상을 달성하였습니다.

소프트 스위칭 실현으로 Overshoot 억제 부품 삭감

설계 전체의 최적화를 통해 소프트 스위칭을 실현함으로써, 동등 효율의 일반품 대비 스위칭 시에 발생하는 전압 Overshoot를 50% 저감할 수 있습니다. 이에 따라, Overshoot를 억제하기 위해 필요했던 스너버 회로 등의 부품수 삭감이 가능합니다. 동시에 파손 및 오동작 등도 경감되어 기기의 안전성 및 신뢰성 향상에 기여합니다.

하기는, 스위칭 Overshoot의 비교입니다. Overshoot의 저감을 위해서는 게이트 저항의 저항치를 조정하는 방법이 있습니다. 일반적으로 게이트 저항을 크게하면 Overshoot는 축소되지만, 스위칭 속도가 저하되어 스위칭 손실이 증가합니다. 게이트 저항 10Ω일 때, 로옴의 신제품은 일반품 대비 Overshoot가 50% 이하이며 안정화도 매우 양호합니다. 일반품의 게이트 저항을, 3배 이상인 33Ω으로 증가시켜도 로옴의 신제품보다 Overshoot가 큽니다.

어플리케이션과 라인업

2µs의 단락 내량이 특징인 RGTV 시리즈와, 고속 스위칭이 특징인 RGW 시리즈의 2가지 시리즈로 총 21기종을 구비하고 있습니다. UPS (무정전 전원 장치) 및 용접기, 파워 컨디셔너 등과 같은 산업기기 및 에어컨, IH (유도 가열) 등 민생기기의 범용 인버터 및 컨버터에서의 전력 변환 용도에 적합합니다.

RGTV 시리즈 (단락 내량 유지 타입)

  TO-247N
IGBT 단품 FRD 내장
30A RGTV60TS65 RGTV60TS65D
50A RGTV00TS65 RGTV00TS65D
80A RGTVX6TS65 RGTVX6TS65D

RGW 시리즈 (고속 스위칭 타입)

  TO-247N
IGBT 단품 FRD 내장
30A RGW60TS65 RGW60TS65D
50A RGW80TS65 RGW80TS65D
80A RGW00TS65 RGW00TS65D

※본 기사는 2018년 7월 시점의 내용입니다.

기술 자료 다운로드