로옴(ROHM) 주식회사(www.rohm.co.kr)의 SiC 파워 디바이스(SiC MOSFET*1)가, 중국 티어1, UAES(United Automotive Electronic Systems)의 전기차용 온보드 차저(OBC)에 채택됐다. 이 OBC는 올 10월에 UAES로부터 카 메이커에 제공될 예정이다.
UAES는 보쉬와 중국 UAE(United Automotive Electronics)와의 합작회사다. 1995년 창업 이래, 엔진 컨트롤 유닛 등, 가솔린 자동차용 파워 트레인 사업으로 중국 시장에서 매우 높은 시장 점유율을 보유하고 있다. 2009년 이후에는 메인 인버터를 비롯, 전기차용 애플리케이션 개발에 주력하고 있다.
SiC 파워 디바이스는 IGBT*2 등의 Si(실리콘) 파워 디바이스에 비해 극적인 저손실화를 실현할 수 있는 반도체로서 전기차를 비롯, 사회 기반 시설, 환경 • 에너지, 산업기기 분야에서 채용이 추진되고 있다. 로옴은 2010년에 세계 최초로 SiC MOSFET의 양산을 시작하는 등, SiC 파워 디바이스의 리딩 컴퍼니로서 세계 최첨단의 제품 개발을 추진해왔다.
또, 자동차 분야에서는 2012년에 업계 선두로 오토모티브 대응 제품의 제공을 시작, 전기차의 급속 충전용 온보드 차저에서 높은 시장 점유율을 보유하고 있다. SiC는 전기차의 모터 및 인버터에서의 채용도 가속화되고 있다.
이번에 로옴의 SiC MOSFET가 UAES의 OBC에 채용됨으로써, 기존 OBC 대비 유닛으로는 1%의 고효율화(효율 95.7% 달성, 기존보다 전력 손실을 약 20% 삭감)에 기여한다. 로옴은 이 솔루션으로 UAES로부터 「2019년 최우수 기술 진보상」을 수상키도 했다.
SiC MOSFET 채용의 메릿
대전력 (고전압×대전류) 영역에서 SiC MOSFET는 Si-IGBT 대비 「스위칭 손실 • 도통 손실*3이 적다」「온도 변화에 강하다」는 장점이 있다. 이러한 장점을 통해, 전기차의 온보드 차저 및 DC/DC 컨버터 등에 채용되는 경우, 전력 변환 시의 저손실화, 방열용 부품의 소형화, 고주파 동작에 의한 코일의 소형화 등을 실현해, 애플리케이션의 고효율화 및 부품수 삭감 • 실장 면적 삭감에 기여할 수 있다.
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용어설명
*1) MOSFET (Metal－Oxide－Semiconductor Field Effect Transistor의 약자)
금속 － 산화물 － 반도체 전계 효과 트랜지스터.
FET 중에서는 가장 일반적으로 사용되는 구조이며, 스위칭 소자로서 사용된다.
*2) IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor / 절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)
MOSFET의 고속 스위칭 특성과 바이폴라 트랜지스터의 낮은 도통 손실 특성을 겸비한 파워 트랜지스터.
*3) 도통 손실, 스위칭 손실
MOSFET 및 IGBT 등 트랜지스터는 디바이스 구조 상, 사용 시에 손실이 발생하게 된다.
도통 손실은 디바이스에 전류가 흐를 때 (ON 상태), 디바이스의 저항 성분으로 인해 발생하는 손실이다. 스위칭 손실은 디바이스의 통전 상태를 전환할 때 (스위칭 동작 시), 발생하는 손실이다.
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