업계 최고 수준의 고효율과 소프트 스위칭을 동시에 실현한
650V 내압 IGBT 「RGTV / RGW 시리즈」 개발

2018년 4월 17일

<개요>

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 UPS (무정전 전원 장치) 및 용접기, 파워 컨디셔너 등과 같은 산업기기 및 에어컨, IH (유도가열) 등 민생기기의 범용 인버터 및 컨버터에서의 전력 변환에 최적이며, 업계 최고 수준의 낮은 도통 손실※1)과 고속 스위칭 특성을 동시에 실현한 650V 내압 IGBT※2) 「RGTV 시리즈 (단락 내량※3) 유지 타입)」, 「RGW 시리즈 (고속 스위칭 타입)」의 총 21종류의 제품을 새롭게 개발하였습니다.
이번에 개발한 시리즈는 박형 웨이퍼 기술 및 독자적인 구조를 채용함으로써, 트레이드 오프 관계인 도통 손실과 고속 스위칭 특성에서 업계 최고 수준을 동시에 실현하였습니다. 예를 들어, 인터리브 PFC 회로에서 사용할 경우, 기존품 대비 경부하 시에 1.2%, 중부하 시에 0.3%의 고효율화를 달성하여, 어플리케이션의 저소비전력화에 기여합니다. 또한, 디바이스 내부의 최적화를 통해, 소프트 스위칭을 실현하였습니다. 동등한 효율의 일반품 대비, 전압의 Overshoot※4)를 50% 저감하여, 기존에 필요했던 대책 부품을 삭감함과 동시에 대폭적인 설계 부하 저감에 기여합니다.
본 시리즈는 2017년 10월부터 샘플 출하 (샘플 가격 400엔~ / 개 : 세금 별도)를 개시하였으며, 2017년 12월부터 월 10만개의 생산 체제로 양산을 개시하였습니다. 생산 거점은 전공정 라피스 세미컨덕터 미야자키 주식회사 (미야자키), 후공정 ROHM Integrated Systems (Thailand) (태국)입니다.

<배경>

최근, IoT화에 의한 데이터량 증가에 따라, 데이터 센터의 고기능화가 요구되고 있습니다. 서버 본체뿐만 아니라, 본체 전원의 안정 공급을 위해 꼭 필요한 UPS 등을 포함한 시스템 전체에서 소비전력량이 대폭 증가하여, 저소비전력화가 과제로 떠오르고 있습니다.
또한, IGBT를 사용하는 대전력 어플리케이션에서는 기기의 신뢰성 확보를 위해, 디바이스의 고장 및 기기의 오동작으로 이어지는 스위칭 시의 Overshoot 대책이 필수적으로 요구되고 있으며, 간이화에 대한 요구도 높아지고 있습니다.

인터리브 PFC 회로에서의 효율 비교

<특징>

1. 업계 최고 수준의 낮은 도통 손실과 고속 스위칭 성능 달성

본 시리즈는 박형 웨이퍼 기술을 구사함으로써 기존품 대비 웨이퍼 두께를 15% 박형화하였습니다. 또한, 셀을 미세화한 로옴의 독자적인 구조를 채용함으로써, 업계 최고 수준의 낮은 도통 손실 (VCE(sat)=1.5V) 및 고속 스위칭 특성 (tf=30~40ns)을 동시에 달성할 수 있었습니다.

기존 구조와 비교 : 박형 웨이퍼 기술로, 기존 구조 대비 웨이퍼 두께 15% 박형화 로옴 제품과 과 일반품의 특성 비교

2. 소프트 스위칭 실현으로 기기의 설계 부하 경감

디바이스 내부를 최적화함으로써, ON / OFF 전환이 매끄러운 소프트 스위칭을 실현하였습니다. 이에 따라, 스위칭 시에 발생하는 전압의 Overshoot 를 일반품 대비 50% 저감할 수 있어, Overshoot 를 억제하기 위해 필요했던 외장 게이트 저항이나 스너버 회로 등이 불필요하여, 부품수를 삭감할 수 있습니다. IGBT 사용 시, 기존에는 필요했던 Overshoot 대책이 필요 없어짐에 따라, 어플리케이션 측의 설계 부하 경감에 기여합니다.

소프트 스위칭 실현으로 기기의 설계 부하 경감 저저항의 게이트 저항을 사용한 경우에도 로옴의 신제품은 overshoot가 작다

<라인업>

단락 내량 2µs 유지가 특징인 RGTV 시리즈와 고속 스위칭 성능이 특징인 RGW 시리즈의 2종류를 라인업에 추가함으로써 폭넓은 어플리케이션에 대응 가능합니다.

newRGTV 시리즈 (단락 내량 유지 타입)

  TO-247N TO-3PFM
IGBT 단품 FRD 내장 IGBT 단품 FRD 내장
30A RGTV60TS65 RGTV60TS65D RGTV60TK65 RGTV60TK65D
50A RGTV00TS65 RGTV00TS65D RGTV00TK65 RGTV00TK65D
80A RGTVX6TS65 RGTVX6TS65D - -
★ : 개발중

newRGW 시리즈 (고속 스위칭 타입)

  TO-247N TO-3PFM
IGBT 단품 FRD 내장 IGBT 단품 FRD 내장
30A RGW60TS65 RGW60TS65D RGW60TK65 RGW60TK65D
40A RGW80TS65 RGW80TS65D RGW80TK65 RGW80TK65D
50A RGW00TS65 RGW00TS65D RGW00TK65 RGW00TK65D

<어플리케이션>

산업기기 (UPS : 무정전 전원 장치, 용접기, 파워 컨디셔너 등), 에어컨, IH (유도 가열) 등

<용어 설명>

*1) 도통 손실
MOSFET 및 IGBT 등 트랜지스터는 디바이스 구조 상 전류가 흐를 때 전압 강하가 발생한다.
도통 손실은 이러한 디바이스의 전압 강하로 인해 발생하는 손실이다.
*2) IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor (절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)
MOSFET의 고속 스위칭 특성과 바이폴라 트랜지스터의 낮은 도통 손실 특성을 모두 실현한 파워 트랜지스터.
*3) 단락 내량
디바이스 파괴를 일으키는 단락에 대한 내성.
*4) 전압의 Overshoot
스위칭 ON / OFF 시, 규정의 전압치를 넘는 수치가 발생하는 것.
Overshoot 로 인해 전압치가 일정치를 초과한 후, 회복되어 정상치에 가까워짐.