ROHM이 대전력(고전압 × 대전류)을 취급하는 인버터 및 서보 등의 산업기기에서 채용이 추진되고 있는 SiC-MOSFET 구동용 AC/DC 컨버터 제어 IC ‘BD7682FJ-LB’를 개발했다.

이 제품을 사용함으로써, 기존에는 디스크리트 부품 구성으로 인해 부품수가 많은 ‘SiC-MOSFET 탑재 AC/DC 컨버터’를 용이하게 실현할 수 있다. 이에 따라, 저전력화, 소형화가 요구되는 AC/DC 컨버터 시장에 새로운 가치를 제공, SiC 파워 반도체의 보급이 가속화되고 있는 사회의 저전력화, 소형화에 기여한다.

또, 일반적인 Si-MOSFET 탑재의 AC/DC 컨버터에 비해, 최대 6% 전력의 고효율화를 실현해, 방열용 부품을 삭감하는 등 극적인 저전력화, 소형화가 가능하다(50 W 수준의 전원 시). 일반적인 산업기기에서 사용되는 AC 400 V 뿐만 아니라, SiC-MOSFET의 특징을 더욱 활용할 수 있는 고전압 AC 690 V로도 동작 가능한 보호 기능을 다수 탑재, 모든 산업기기의 신뢰성 향상에 기여한다.

이 제품은 8월부터 샘플 출하를 개시할 예정이다. 또, AC/DC 컨버터 제어 IC와 SiC-MOSFET를 1패키지화에 집적한 IC의 개발을 추진하고 있다.

최근 모든 분야에서 저전력에 대한 의식이 높아지고 있으며, 고전압을 취급하는 산업기계 애플리케이션에 있어서도 저전력을 실현하고, 고전압에 대응 가능한 파워 반도체 및 전원 IC의 채용이 추진되고 있다. 그중에서도 기존의 Si 파워 반도체에 비해, 한층 더 고전압에 대응하고, 소형화 및 저전력화 실현이 가능한 SiC 파워 반도체에 대한 기대가 높아지고 있다. 한편, AC/DC 컨버터는 SiC-MOSFET의 성능을 최대화할 수 있는 제어 IC가 존재하지 않아, 고전압으로 전력 인프라가 불안정한 지역에서의 사용 및, 소형화, 저전력화에 큰 과제가 있다. 로옴은 이러한 과제를 해결하기 위해 최첨단 SiC 파워 반도체의 성능을 최대화할 수 있는 AC/DC 컨버터 제어 IC를 개발했다.

로옴의 새 제품은 SiC-MOSFET의 성능을 최대화해 극적인 저전력화에 기여한다. IC의 아날로그 설계 기술과 SiC 파워 반도체 개발 노하우의 융합을 통해 설계된 SiC-MOSFET 구동에 최적인 게이트 드라이브 회로를 탑재하고 있다. 또한, 기존의 PWM 방식에 비해 low noise로 전력의 고효율화가 가능한 의사공진 방식을 채용했다. 이에 따라, AC/DC 컨버터에 채용되는 SiC-MOSFET의 능력을 최대화할 수 있어, 극적인 저전력화에 기여한다.

SiC-MOSFET의 구동이 가능해 극적인 소형화에 기여한다. AC/DC 컨버터로 SiC-MOSFET의 구동이 가능해, 기존의 Si-MOSFET에서는 필수였던 방열용 부품(히트싱크)이 필요없어 AC/DC 컨버터의 소형화, 경량화에 기여한다. 또한, 이 신제품의 스위칭 주파수는 120 kHz 동작이지만, 향후 한층 더 고주파화될 예정이다.

이 제품에는 고전압 AC 690 V로도 동작 가능한 보호 기능 다수가 탑재돼 있다. 일반적인 산업기기에 사용되는 AC 400 V 뿐만 아니라, AC 690 V의 AC/DC 컨버터로도 동작 가능한 보호 회로를 형성해 모든 산업기기에 대응한다. 또한, 전원전압 단자의 과전압 보호 및 입력전압 단자의 브라운 인/아웃(저전압 입력 동작 금지 기능), 과전류 보호, 2차측 전압 과전압 보호 등, 연속 구동이 요구되는 산업기기의 전원에 필요한 다양한 보호 기능을 탑재해, 신뢰성 향상에 기여한다. 뿐만 아니라, AC/DC 컨버터에 중요한 절연용 외장 부품인 트랜스의 선정 자유도를 높이기 위한 보호회로도 탑재하고 있다.

고내압 영역에서 SiC-MOSFET는 Si-MOSFET에 비해 ‘스위칭 손실ㆍ도통 손실이 적다’‘대전류에 대응 가능하다’‘온도 변화에 강하다’ 등의 이점이 있다. 이러한 이점을 통해 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터 등에 채용될 경우, 전력 변환의 고효율화, 방열용 부품의 소형화, 고주파 동작에 의한 코일 소형화 등, 저전력화 및 부품수 삭감, 실장 면적 삭감을 실현한다.

AEM_Automotive Electronics Magazine