狗万manbetx手机版登录官网《富士电气评论》2019年第65卷第4期PDF(8.0 mb)

狗万manbetx手机版登录官网FUJI ELECTRIC REVIEW Vol.65-No.4(2019) 功率半导体在能源管理中的贡献


功率半导体在能源管理中的贡献

[目的]

国际社会已将可持续发展目标和《巴黎协定》作为减缓全球变暖的国际框架。因此,企业被要求采取积极行动,既实现经济增长,又解决社会和环境问题。狗万manbetx手机版登录官网此外,富士电机还致力于根据《巴黎协定》解决日本的社会和环境问题。由富士电机开发和商业化的功率半导体被用作电力电子设备的关键器件,通过能源供应稳定、自动化和节能创造了重要的价值来源狗万manbetx手机版登录官网。在本期特刊中,我们将介绍富士电机功率半导体相关的最新技术和产品。狗万manbetx手机版登录官网

【前言】功率半导体实现能源管理
PDF[259 kb]
BOROYEVICH,独山
功率半导体:现状与未来展望
PDF(1.2 mb)
FUJIHIRA Tatsuhiko;佐藤MIYASAKA;IKAWA Osamu
全世界对能源的需求持续增加。在此背景下,国际社会将可持续发展目标和《巴黎协定》作为减缓全球变暖的国际框架。因此,企业被要求作为更大的社会的一员采取积极的措施,以实现经济增长和解决社会和环境问题。狗万manbetx手机版登录官网富士电机致力于在整个供应链中解决社会和环境问题。例如,富士电机开发并商业化的功率半导体被用作电力电子设备的关键器件,并通过能源供应稳定、自动化和节能创造了重要的价值来源。狗万manbetx手机版登录官网
本文介绍了功率半导体产品和技术的现状和未来展望。
第七代“X系列”IGBT-IPMs
PDF[732 kb]
米子皆川的老太太,祺;孝宏森;大阪证交所,Tomofumi
狗万manbetx手机版登录官网富士电机开发了第7代“X系列”igbt - ipm,使逆变器进一步小型化、降低损耗和提高性能。通过使用最新的第七代“X系列”芯片和新的控制ic,该产品可以在150°C下连续工作,同时与以前的产品相比,实现了约10%的损耗降低。这使得设备的输出电流增加约31%成为可能。此外,除常规保护功能外,内置的温度警告功能可以避免逆变器停机。此外,制动IGBT可以在激活小臂保护时独立操作,防止半导体器件过电压击穿。
第二代碳化硅沟槽栅mosfet
PDF[547 kb]
时候,凯基;木下光男,Akimasa;IWAYA, Masanobu
狗万manbetx手机版登录官网富士电机为市场提供各种类型的电力电子设备,为实现低碳社会做出贡献。为了进一步节约能源,我们开发了第二代碳化硅沟槽栅mosfet。因此,通过应用更小的器件设计规则,更薄的SiC衬底和更高的通道迁移率,与第一代SiC沟槽栅mosfet相比,导通电阻降低了23%。此外,由于推荐栅极驱动电压更改为15 V,可用性得到了提高。我们还证实,没有由于栅极偏置而导致的栅极阈值电压波动,也没有由于体二极管传导而导致的特性退化(导通电阻增加),这两者都会导致sic - mosfet的可靠性问题。
全碳化硅模块与第二代碳化硅沟槽栅mosfet
PDF[773 kb]
IWASAKI manuscript公司;时候,凯基;KANEKO Satoshi
全sic模块的损耗明显低于Si-IGBT模块。狗万manbetx手机版登录官网富士电机一直在向市场发布使用全新独特设计的结构包的全sic模块。最近,为了进一步扩大我们的产品线,我们开发了使用第二代SiC沟槽栅mosfet的全SiC模块。这些模块在外部尺寸和端子布置方面与传统Si-IGBT模块兼容。逆变器的功耗损耗降低了78%,这可以通过提高输出电流来增加电流密度,从而有助于功率转换系统的进一步小型化。
汽车空调系统的IPM
PDF(2.0 mb)
手冢,Shinichi;Toshio DENTA;(孝宏
狗万manbetx手机版登录官网富士电机开发了一种集成了三相逆变电路、控制电路和保护电路的IPM,用于汽车空调系统中的电动压缩机。该IPM基于“X系列”IGBT芯片和FWD芯片技术,采用了特别适合汽车使用的低损耗和低噪声器件。通过将600v /30-A产品应用于汽车空调系统的电动压缩机控制,它抑制了关闭时的浪涌电压,并在20 kHz载波频率下运行时减少了约2%的总损耗。
xEV第四代铝直接液冷封装技术
PDF[468 kb]
井上,Daisuke;TAMAI, 29岁;小山,孝宏
近年来,汽车行业加速了混合动力电动汽车(HEVs)和电动汽车(ev)的发展和普及。因此,动力模块需要更紧凑、更轻,同时实现更低的损耗和更高的输出,以提高燃油效率。狗万manbetx手机版登录官网富士电机开发了一种散热冷却装置的设计技术,以及一种用引线框架取代半导体器件主电路中的铝线的技术。用于汽车应用的第四代直接液冷模块使用引线框架布线技术,以及散热冷却单元的增强设计技术。它们还减少了占地面积和高度,因此与第三代直接液冷模块相比,每体积的功率密度提高了36%。
DC-DC转换器模块xEV
PDF(1.0 mb)
KUSAKARI Nobuharu;KITAMURA Shoji;KATSUKI,隆
由于美国的零排放汽车(ZEV)法规以及日本、欧洲和中国加强二氧化碳排放法规,混合动力汽车等电动汽车(xev)市场正在全球范围内迅速扩张。狗万manbetx手机版登录官网富士电机通过应用工业应用小容量模块开发的技术,开发了用于xev的DC-DC变换器模块。这款新开发的产品是为全桥电路设计的,并使用功率mosfet,其主侧为超结结构,次侧为sbd。它们可用于高可靠性的汽车应用,同时将DCDC转换器系统的占地面积减少40%。
“XS系列”1200 - v离散igbt
PDF[485 kb]
HARA Yukihito;加藤,Yoshiharu;(孝宏
狗万manbetx手机版登录官网富士电机开发并发布了用于光伏发电的PCSs和ups的离散IGBT,开关频率约为20 kHz。该器件增强了导电损耗和开关损耗的权衡特性。它的额定电压为1200 V/40 A, 75 A。与传统产品相比,其关断开关损耗降低约6%,集极饱和电压降低0.55 V,平衡特性提高20%以上。在t型三电平逆变器的模拟电路中,离散IGBT壳体的温度比常规产品低2.4℃~ 3.4℃。
“FA6C00系列”第四代LLC电流谐振控制ic
PDF[514 kb]
小林,manuscript公司;田中,Kiminori;森本晃司,Toshimitsu
电子设备的开关电源被要求提高效率和降低系统成本。狗万manbetx手机版登录官网富士电机开发了“FA6C00系列”第四代LLC电流谐振控制ic,提高了轻负载下的效率,并有助于减少电源组件的数量。万博手机下载该系列采用轻负荷下的高频突发控制,几瓦到几十瓦,从而比传统产品提高约10%的效率。此外,利用谐振电流相比控制,改善了输出响应特性,减少了七相补偿部分。使用这些集成电路,用户可以提高75- 300w设备的效率,如LED照明电源、标准工业电源和用于LCD电视的消费类电源,同时降低系统成本。
第七代汽车高压传感器
PDF[892 kb]
ASHINO他们;NISHIKAWA Mutsuo;上野,Fumiya
汽车被严格要求提高燃油效率,并遵守环境和安全法规。狗万manbetx手机版登录官网富士电机开发了第7代汽车高压传感器,以帮助满足这些更严格的法规。由于传感器用于高温和高压环境,它们具有新的封装结构,使用不锈钢膜片系统来提高耐压性,并结合使用新开发的双栅MOS晶体管具有更好的温度特性的传感器芯片。这扩大了适用的压力范围,确保在150°C下工作,并提高了精度。
碳化硅晶体缺陷与位错分析
透射偏振显微镜下的晶圆
PDF[551 kb]
竹中平藏,Kensuke;TAWARA武;加藤,Tomohisa
4H-SiC单晶晶片需要仔细分析,因为它们的晶体缺陷密度仍然高于硅晶片。同步辐射x射线形貌作为一种晶体缺陷的无损检测方法,主要应用于大型同步辐射设备中,但在大型同步辐射设备中应用并不方便。因此,作为一种无损且方便的方法来评估SiC晶圆中的晶体缺陷,我们研究了一种使用透射偏振显微镜观察晶体内由晶体位错引起的应变的技术。该方法有望用于仅用同步辐射x射线地形图难以实现的晶体位错的详细分析,用于市售SiC外延晶片的验收检查,以及SiC器件制造工艺的检查。


新产品

“HPnC”轨道车辆大电流电源模块
PDF[334 kb]
MITOMO Satoshi;市川总裁中西宏明;HARADA Takahito
近年来,作为应对全球变暖的措施,提高能源效率和减少二氧化碳排放已成为必要。因此,利用功率半导体的功率转换设备正越来越多地应用于广泛的领域。特别是在轨道车辆和可再生能源(包括风力发电和光伏发电)领域,这种设备一直在进行容量改进和尺寸缩小。因此,设备中的大容量绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块需要便于安装,实现大容量并联,并通过进一步提高电流密度进行小型化。
为了满足这些市场需求,我们开发了HPnC(高功率下芯),这是一种大电流电源模块,采用第七代“X系列”芯片的新封装(M292)。
FIP06系列工业设备交直流电源万博手机下载
PDF[279 kb]
TAWADA, Nobuyuki;OGUCHI);HASHIZUME,取
近年来,为了应对所有行业的长期劳动力短缺,在服务业部署生产线机器人和自动入住和结账机等工业机械一直在加速。越来越多的各种类型的机器需要电源,以满足各种各样的输出规格的需要。
在这样的背景下,富士电机开发并发布了“FIP06狗万manbetx手机版登录官网系列”多输出交直流电源,使客户可以自由选择输出数量和相应的电压(见图1)。万博手机下载
“MICREX-SX SPH5000H”
高可靠性双工控制系统
PDF[593 kb]
SHIMOKAWA孝;高桥,真纪子
监控系统反映设备的运行状态和异常情况。监督员根据监控器上的信息,通过监控系统对设备和设备进行操作。控制器从现场的设备和设备中收集各种信息,包括那些要在监视器上显示的信息,并根据主管的指示执行适当的程序。
支持社会的基础设施,如水处理设施,需要全年24小时连续运行。即使是短暂的操作停机也可能会扰乱所提供的服务,这可能会给经营者造成重大损失。为避免设备停机,对监控系统提出了较高的可靠性要求。
为了满足这样的市场要求,富士电机开发了“MICREX-SX SPH5000H”控狗万manbetx手机版登录官网制器(见图1),这是集成控制器“MICREX-SX系列”的新CPU模块。该模块具有高可靠性,采用双工系统。
图2显示了使用MICREX-SX SPH5000H的监控系统的系统配置示例。表1显示了MICREX-SX SPH5000H与常规产品“MICREX-SX SPH2000”之间的性能和规格的比较。
MICREX-SX SPH5000H具有以下部分所述的功能,可以构建高可靠性和大规模的监控系统。


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