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新款200V耐壓蕭特基二極體有效降低功耗並實現小型化設計
在車電高溫環境下可安定運作
[作者 ROHM]   2019年08月27日 星期二 瀏覽人次: [1986]

近年來,在48V輕度混合動力驅動系統中,將馬達和週邊零件集中在一個模組內的「機電一體化」已成為趨勢,而能夠在高溫環境下工作的高耐壓、高效率超低IR[1]蕭特基二極體[2](簡稱SBD)之需求也日益增加。另一方面,在傳統使用150V產品的系統中,對於高性能化和高可靠性的要求越來越嚴格,為此SBD需具備更高的耐壓性能。


在這樣的背景之下,ROHM已開始量產可在車電高溫環境下使用的150V耐壓超低IR SBD RBxx8系列,並在RBxx8產品系列中新增了200V耐壓的產品。今後也將持續擴充產品線,在車電和工控裝置等應用領域進一步降低功耗並節省安裝空間。



圖一 : 產品特性比較
圖一 : 產品特性比較

圖二 : 耗損改善的關鍵—VF特性比較
圖二 : 耗損改善的關鍵—VF特性比較

ROHM針對包括xEV在內的動力傳動系統等車電系統,研發出可耐受200V的超低IR蕭特基二極體(簡稱SBD)「RBxx8BM200」「RBxx8NS200」。



圖三 :  RBxx8系列產品
圖三 : RBxx8系列產品

RBxx8BM/NS200是RBxx8系列的新產品,是可在高溫環境下工作的超低IR SBD,已經在日本國內汽車市場取得非常優異的銷售成績。此次利用其超低IR特性,將耐壓程度提升至200V,可取代過去在汽車中普遍使用的整流二極體[3]和快速恢復二極體[4](簡稱FRD),因此可大幅改善VF特性[5](比傳統FRD降低約11%),不僅能有效降低應用的功耗,還可因發熱量降低而有助於小型封裝之設計,進一步節省安裝空間。


技術特色

由於是要在高溫環境下使用的車電和電源裝置電路,業界期望將傳統的整流二極體和FRD替換為效率更高的SBD。但另一方面,SBD現存問題是隨著工作環境的溫度上升,IR特性會逐漸惡化,導致容易引起熱失控,因此對於高效率且在高溫環境下也可安全使用的產品需求越來越高。


RBxx8系列採用了適用於高溫環境下的阻障金屬層﹙Barrier Metal﹚,大幅改善了在車電和電源裝置電路中SBD的最大課題:IR特性,成功打造出在車電和工控裝置等高溫環境下也可安全使用、無需擔心熱失控的SBD系列產品。



圖四 : 漏電流特性比較
圖四 : 漏電流特性比較

1.取代FRD,進一步降低應用功耗


擁有超低IR特性,可耐受高達200V的電壓,能將以往需要200V耐壓的車電系統中所使用的FRD替換為SBD。RBxx8BM/NS200與FRD產品相比,VF特性可降低約11%,有助於應用的低功耗化。


2.發熱量減少,有助於小型封裝設計,進一步節省應用裝置空間


藉由低VF有效抑制發熱量,與傳統產品相比,可做到單一尺寸小型封裝設計。


目前,中功率封裝產品也正在研發當中,今後5.9×6.9mm尺寸的FRD產品可替換成2.5×4.7mm的小型封裝產品,安裝面積可減少約71%。



圖五 : 今後繼續向小型化邁進
圖五 : 今後繼續向小型化邁進

此次新增的200V產品系列共有八款機型,故RBxx8系列的產品線已有多達212款機型。應用範圍為動力傳送等車電系統(xEV等)、工控裝置變流器、各類電源裝置等。本產品已於2019年7月份開始出售樣品,預計於2019年9月開始投入量產。


<strong>名詞解釋


[1] IR(Reverse Current)


外加反向電壓時所產生的反向電流。值越小功耗越低。


[2] 蕭特基二極體(Schottky-Barrier Diode:SBD)


具有較小正向電壓降、切換速度快等特性的二極體,主要運用於切換電源等方面。


[3] 整流二極體(Rectifier Diode):具有從交流轉換為直流功能的二極體。


[4] 快速恢復二極體(Fast Recovery Diode:FRD):將外加的正向電壓切換為反向電壓時,瞬間流過的反向電流歸零時間(即反向恢復時間)很短的二極體。


[5] VF(Forward Voltage):正向電流通過時二極體所產生的電壓值。值越小功耗越低。


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