ROHM EcoSiC à PCIM 2024

Les puces et modules SiC MOSFET nus de 4ème génération de ROHM Semiconductor, qui réduisent considérablement la perte d'énergie pour les systèmes de propulsion électrique, seront présentés à PCIM 2024 dans le cadre de leurs efforts pour étendre l'autonomie de croisière et minimiser la taille de la batterie.

Les SBD SiC Gen 3 de Rohm présentent un réseau bidimensionnel innovant de portes disposées de haut en bas et de gauche à droite qui double la densité de portes pour la même empreinte, améliorant considérablement la tension de montée par rapport aux FRD conventionnels tout en offrant d'excellentes performances en matière de température. Cette conception augmente considérablement la densité de portes par empreinte et constitue un exemple impressionnant d'excellence en matière de conception.

Faible résistance à l'enclenchement à la pointe de l'industrie

Les dispositifs semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC) ont suscité une grande attention de la part des fabricants de semi-conducteurs de puissance en raison de leur efficacité, de leur tolérance à la température, de leur réponse en fréquence et de leur tension de sortie supérieures à celles des dispositifs en silicium traditionnels. Cela peut se traduire par des économies d'énergie dans diverses applications tout en contribuant à réduire les émissions de dioxyde de carbone, la consommation d'énergie et le réchauffement de la planète grâce à des mesures d'économie d'énergie.

Avec l'arrivée sur le marché des véhicules électriques de nouvelle génération (xEV), des demandes sont apparues pour que les systèmes électriques deviennent plus petits en taille et en poids, en particulier l'onduleur de l'entraînement principal qui joue un rôle essentiel. Mais pour atteindre les objectifs de performance tout en réduisant la taille et le poids, il faut poursuivre le développement technologique des dispositifs de puissance.

Le MOSFET SiC de 4ème génération de ROHM présente une résistance à l'enclenchement de 2.1m dans un boîtier HSOP8/HSMT8 et une capacité de grille Qgd plus faible pour réduire les pertes de commutation. De plus, sa tension de source de grille de 15V offre des conceptions de circuits d'étage de puissance plus flexibles que les produits conventionnels qui nécessitent une tension de source de grille de 18V.

DigiKey(tm), Mouser(tm) et Farnell(tm) proposent les MOSFET SiC de 4ème génération de ROHM et des circuits intégrés dans différents boîtiers pour démonstration au salon PCIM Europe 2024. En outre, la famille EcoGaN de HEMT GaN sera également exposée.

Amélioration de la résistance aux courts-circuits

Le SiC étant plus fiable que les semi-conducteurs de puissance en silicium (Si), sa robustesse en cas de court-circuit devient un critère important dans le choix des dispositifs SiC pour les applications de haute puissance. Les MOSFET SiC Gen 4 de ROHM présentent une résistance à l'enclenchement et des performances de commutation considérablement réduites sans compromettre leur fiabilité dans des conditions de fonctionnement extrêmes - y compris les tests de court-circuit (SC).

Les MOSFET Gen 4 utilisent une nouvelle structure de tranchée qui réduit la résistance drain-source jusqu'à 50% par rapport aux dispositifs SiC conventionnels de type planaire, grâce à l'insertion de tranchées fictives entre les tranchées de la grille et de la source pour disperser le champ électrique et réduire la dépendance à la température de la hauteur de la barrière de Schottky. Il en résulte une résistance à l'enclenchement plus faible, des fréquences de commutation plus élevées avec des pertes plus faibles et une capacité d'entrée réduite.

Les MOSFET de MOSIS bénéficient également d'une disposition avancée des cellules et d'un substrat plus fin pour réduire les effets parasites, ce qui permet d'obtenir une résistance à l'enclenchement plus faible par zone de dispositif avec une tension de montée équivalente inférieure à 1V par rapport aux FRD traditionnels en Si et des caractéristiques de récupération nettement améliorées après une polarisation inverse.

Dans un test de court-circuit sûr, cela augmente considérablement l'énergie critique EC. Un test récent dans notre laboratoire d'énergie à Willich/Allemagne utilisant le module d'alimentation eMPack de Semikron et notre pilote de grille BM6112 (détection DESAT de sortie 20A et arrêt progressif avancé) a permis un temps SC inférieur à 2us tandis qu'un pic de surtension de moins de 60V a pu être atteint.

Optimisé pour les systèmes d'alimentation des VE

Alors que le développement des véhicules électriques s'accélère, la demande de dispositifs de puissance avec une meilleure résistance à la tension a explosé. Les MOSFET SiC de 4ème génération de ROHM offrent des performances plus élevées avec des pertes plus faibles pour des systèmes plus économes en énergie permettant des conceptions plus petites.

ROHM mène l'introduction de ces dispositifs sur le marché en offrant des composants discrets et des modules optimisés pour supporter des tensions de batterie plus élevées et une charge plus rapide, ce qui contribue en fin de compte à une plus grande autonomie de croisière. ROHM fournit également des puces nues et des composants discrets optimisés pour être utilisés dans les sections d'alimentation des chargeurs de véhicules électriques, des unités UPS et des onduleurs photovoltaïques.

ROHM a également présenté le pack TRCDRIVE, un module de type moulé pour les applications d'entraînement d'inverseur de traction conçu pour maximiser la zone de dissipation de la chaleur et réduire de manière significative la taille, la consommation d'énergie et augmenter l'efficacité jusqu'à 50%. En outre, ces modules sont dotés de bornes de signaux de commande compatibles avec les broches à enfoncer, ce qui permet d'effectuer des connexions en poussant simplement la carte du circuit d'attaque par le haut, réduisant ainsi considérablement le temps d'installation et la durée d'installation !

ROHM et UAES ont uni leurs forces pour accroître la diffusion du Power SiC. Ensemble, ils développent des modules SiC spécialement conçus pour des applications automobiles telles que les chargeurs embarqués et les onduleurs pour les véhicules électriques (VE). Leur partenariat à long terme garantit à UAES l'accès aux dispositifs de ROHM, ce qui permet le développement technologique et le déploiement rapide de systèmes d'alimentation de pointe pour les véhicules électriques.

Marque EcoSiC

Le concept de marque ‘Power Eco Family’ de ROHM vise à maximiser l'efficacité et la compacité des applications électroniques tout en contribuant à la protection de l'environnement. ROHM utilisera EcoSiC dans le cadre de cette initiative en commercialisant des dispositifs semi-conducteurs de puissance fabriqués à partir de carbure de silicium (SiC), un matériau économe en énergie utilisé dans des applications à haute performance telles que les véhicules électriques et les systèmes d'énergie renouvelable.

Les dispositifs SiC d'EcoSiC permettent des fréquences de commutation plus élevées avec des pertes plus faibles que les autres matériaux semi-conducteurs, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie tout en améliorant l'efficacité énergétique et la compacité. Le logo d'EcoSiC incorpore des schémas de circuits et des structures cristallines hexagonales représentant l'innovation technologique et la précision.

ROHM introduira la marque EcoSiC dans le cadre de son offre de produits en expansion comprenant des dispositifs de puissance au nitrure de gallium réputés pour leurs propriétés supérieures telles que la vitesse de commutation rapide. Le logo EcoGaN est utilisé depuis 2022. Cette combinaison renforcera leur offre de produits.