ポジティブなフィードバックには、より多くの選択肢を用意する

  • 2021年9月13日
  • ユナイテッドSiC

フィードバックは良いことです。制御エンジニアは、適切なゲインと位相マージンを持つネガティブなものを望みますが、市場関係者はポジティブなものを好みます。例えば、UnitedSiCGen4 SiC FETSの750Vクラスでより多くのオプションを求める顧客の要望があります。 同社は、18mΩと60mΩのデバイスで市場をリードしてきたが、さらに低抵抗の部品や高い中間値が有益なアプリケーションもある。アプリケーションや予算にもよりますが、オン抵抗が最も低いプレミアムSiC FETを1個使用すると、スペースが最も小さくなり、組み立ても最小限で済みます。しかし、特に熱を分散させるスペースがある場合には、結果的に同じオン抵抗を持つ低コストの部品を並列に並べた方が、より効果的な場合があります。しかし、そのためにはデバイスを並列化する必要があり、設計の手間がかかります。

第4世代のSiC FETに新たな部品を追加

このような柔軟性を持たせるために、UnitedSiCは、第4世代の750V SiC FETを、23、33、44mΩのオン抵抗と、6、9、11mΩの部品を追加して発売しました。これにより、お客様は、特定の温度や動作条件に合わせて、価格と性能の最適な組み合わせを「ミックス&マッチ」することができます。例えば、低価格帯の部品を大量に購入して異なる設計に共通化し、アプリケーションの要求に応じて並列接続の数を変更して使用することができます。

SiC FETの並列化は簡単で、ゲート駆動電力は非常に低いため、並列化による追加分は通常は重要ではありません。デバイスは、そのオン抵抗の正の温度係数により、自然に電流を共有し、例えば9mΩのデバイス1個と比較して、18mΩのデバイス2個を並列に並べると、全体の導通損失が少なくなるという関連する利点があります。これは、2つのデバイスにそれぞれ半分の電流を流すと、1つのデバイスに比べて電力が半分になり、それぞれのデバイスの温度上昇が低くなり、オン抵抗の上昇も比例して少なくなるからです。ジャンクション温度が下がることで信頼性も当然向上し、すでに高いSiCの最大値よりもさらに余裕が生まれます。UnitedSiCFET-Jetウェブベースの計算機は現在バージョン2であり、様々なアプリケーションや動作条件における任意の数の並列化されたSiC FETの効果を確認し、実際の損失や温度上昇を数値化するために使用することができます。

第4世代のSiC FETSはクラスをリードする

今回追加された製品は、従来製品と同様にクラス最高レベルの性能を備えており、基板への熱伝導損失を低減するためのウェハの薄化や、ジャンクションからケースへの熱抵抗を低減し、結果としてジャンクションの動作温度を下げるための銀シンターダイアタッチなど、第4世代の先進的な製造技術を採用しています。これらの製品は、TO-247の3本リードのほか、ソースの「ケルビン」接続が必要な場合には4本リードのパッケージも用意されています。図1は、新しい750VのSiC FETが、SiC MOSFETの競合製品と比較してどのような位置づけにあるかをまとめたものです。

図1:競争が激化する中で新たに追加されたUnitedSiC 750V SiC FETファミリー

UnitedSiCの750V SiC FET製品群には、より幅広い選択肢があるという柔軟性があるため、多くの用途に適用することができます。自動車用AEC-Q101認定を受けたこれらの製品は、650V定格の部品と比較して、効率の向上と電圧マージンの改善を目的として、トラクションインバータ、オンボードおよびオフボード充電器、DC/DC コンバータ、およびワイヤレス充電に使用することができます。また、超低抵抗を実現したことで、効率と小型化のために低導通損失が重要となるAC/DCソリッドステートサーキットブレーカーの用途にも有効です。一般的には、産業用およびIT用の電力変換製品において、第4世代のSiC FETSは、ハードスイッチングおよびソフトスイッチングの両方のトポロジーで性能を向上させます。

お客様のニーズに基づき、UnitedSiCは周波数補償を最適化して迅速に対応し、さらに多くのオプションを提供しています。