ROHM, nuovo modulo di potenza SiC da 1700 V e chipset per alimentatori con configurazione buck-boost

ROHM ha recentemente annunciato lo sviluppo di un modulo di potenza SiC da 1700V/250A (foto in apertura) nominali in grado di fornire il massimo livello di affidabilità nel settore. Esso è ottimizzato per sistemi di generazione di potenza outdoor quali inverter per fotovoltaico e convertitori per alimentatori industriali ad alta potenza. Grazie ai vantaggi raggiunti in termini di risparmio energetico, la tecnologia SiC gode da qualche anno di sempre maggiore popolarità tra le applicazioni da 1200 V quali veicoli elettrici e strumentazioni industriali. Il trend verso una maggiore densità di potenza è indirizzato verso tensioni di sistema sempre più alte con un aumento della domanda per i prodotti da 1700 V. Tuttavia arrivare al livello di affidabilità richiesto si è rivelato difficoltoso per cui solitamente si preferisce utilizzare IGBT nelle applicazioni da 1700 V.

Per rispondere a queste esigenze ROHM ha sviluppato un prodotto ad elevata affidabilità a 1700 V pur mantenendo la performance di risparmio energetico dei gia ampiamente conosciuti prodotti da 1200 V. Si effettua così la prima efficace commercializzazione di moduli di potenza SiC da 1700 V nominali. Il modello BSM250D17P2E004 utilizza tecniche di costruzione e materiali di rivestimento nuovi per evitare il breakdown dielettrico e contenere le leakage current. Ne risulta il conseguimento di un'elevata affidabilità che evita il breakdown dielettrico perfino dopo 1.000 ore di test in condizioni di temperatura ed umidità elevate (secondo i test HV-H3TRB). In tal modo si garantisce un'elevata affidabilità alla tensione di isolamento di 1700 V anche in ambienti con condizioni gravose di temperatura ed umidità.

Integrando gli ormai collaudati MOSFET SiC e i diodi a barriera Schottky SiC di ROHM nello stesso modulo ed ottimizzando la struttura interna, è stato possibile ridurre del 10% la resistenza di ON rispetto ad altri prodotti in tecnologia SiC della stessa categoria. In altre parole, un miglioramento dei risparmi energetici di qualsiasi applicazione.

Nuovo chipset per alimentatori con configurazione buckboost per il settore automotive

ROHM ha inoltre annunciato la disponibilità di un chipset per alimentatori con configurazione buck-boost che vanta il consumo di corrente più basso del settore, unitamente a prestazioni stabili (caratteristiche di risposta transitoria) nelle ECU (Unità di Controllo Elettroniche) del settore automotive per quadri di bordo e gateway impiegati nei sistemi start-stop per veicoli. Il chipset integra un convertitore buck CC/CC con funzionalità boost (BD8P250MUF-C) e un circuito integrato boost dedicato (BD90302NUF-C). Il chip primario (BD8P250MUF-C) utilizza l'innovativa tecnologia di controllo buck-boost di ROHM, nota come Quick Buck Booster, che consente la configurazione buck-boost di un alimentatore senza degradare le caratteristiche dell'alimentatore con configurazione buck, semplicemente aggiungendo il circuito integrato boost dedicato BD90302NUF-C nello stadio successivo.

Il risultato è il miglior consumo di corrente senza carico del settore, pari a 8 uA, e una fluttuazione della tensione di uscita di ±100 mV, utilizzando una capacità di uscita di 44 uF (grazie al consumo di corrente minore del 70% e alla capacità di uscita minore del 50% rispetto ai prodotti convenzionali), per cui contribuisce al miglioramento della stabilità e dei risparmi energetici in applicazioni in cui si verificano significativi cali della tensione di ingresso in un breve periodo di tempo, come nei sistemi start- stop per veicoli. Inoltre, la tecnologia Quick Buck Booster consente un design comune della scheda, che integra le topologie dell'alimentatore sia buck-boost che buck, unitamente ai necessari componenti periferici e alle contromisure al rumore, con la riduzione dei tempi di sviluppo e della manodopera del 50% rispetto ai metodi convenzionali che richiedono schede di potenza per modalità buck-boost e buck separate.

Da qualche anno, per soddisfare le superiori prestazioni ambientali poste dal settore automotive, è cresciuto notevolmente il numero di veicoli dotati di funzionalità start-stop, ossia che SPEGNE il motore mentre è al minimo. In questi sistemi è necessario un alimentatore con configurazione buck-boost per evitare malfunzionamenti dovuti a bassa tensione della batteria in regime del minimo e alle fluttuazioni della batteria (avviamento) immediatamente dopo il funzionamento del sistema startstop, ma i prodotti convenzionali sono problematici dal punto di vista del consumo di corrente e della reattività, tanto da aumentare la domanda di soluzioni migliori dal momento che la quantità dei veicoli start-stop continua a crescere.

Per rispondere a queste esigenze, ROHM ha sfruttato la tecnologia dal design analogico e i processi del sistema di alimentazione per sviluppare soluzioni pionieristiche per il mercato automotive, come i prodotti che integrano la tecnologia di controllo della larghezza d'impulso ad alta velocità, la cosiddetta Nano Pulse Control. In questo caso ROHM ha sviluppato un chipset per alimentatori con configurazione buck-boost che utilizza la tecnologia automotive proprietaria basata sul controllo Quick Buck Booster, che supera le problematiche legate ai sistemi start-stop. E per il futuro ROHM continuerà a supportare l'evoluzione dei veicoli sviluppando prodotti e tecnologie che contribuiscono a realizzare maggiori risparmi energetici e ad ottimizzare i sistemi.

 

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