xEV용 어플리케이션의 소형화와 노이즈 설계 공수 삭감에 기여하는
절연형 DC-DC 컨버터 「BD7Fx05EFJ-C」 개발
메인 인버터, OBC 등의 절연 회로에서, 일반품 대비 약 30% 실장 면적 삭감 가능

2022년 11월 17일

<개요>

BD7Fx05EFJ-C

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 xEV (전기자동차)의 메인 인버터 및 On Board Charger (이하, OBC), 전동 컴프레서, PTC 히터※1 등에 탑재되는 게이트 드라이버 구동용 전원에 최적인, 절연형 플라이백 방식※2 DC-DC 컨버터 「BD7F105EFJ-C」 및 「BD7F205EFJ-C」를 개발하였습니다.
신제품은 로옴의 강점인 아날로그 설계 기술을 구사함으로써, 기존의 2차측 전압과 전류를 검출하기 위해 필요했던 포토 커플러※3나 트랜스의 보조 권선 및 주변부품 등이 필요하지 않습니다. 포토 커플러의 과제인 소비전력의 크기 및 온도로 인한 검출 정밀도의 변화, 경년열화 등을 개선함과 동시에, 부품수 삭감을 통한 소형화도 실현하였습니다. 이에 따라, 일반적인 플라이백 방식의 절연 전원 회로에 비해, 포토 커플러 및 전류 검출용 주변부품 등 10개, 기판 면적으로는 약 30% 삭감이 가능합니다. 또한, 스위칭 ON 시간을 고정하는 적응형 ON 타임 제어 (Adaptive On-time Control) 기능 탑재로, 출력전력에 관계없이 스위칭 주파수가 350kHz 부근에서 안정됩니다. 자동차기기 EMC 규격인 CISPR25※4에 대응하는 경우, 150kHz~300kHz의 주파수 대역은 노이즈 대책이 필요하지만, 신제품은 이러한 주파수 대역에 포함되지 않으므로, 어플리케이션에서의 노이즈 대책이 용이합니다. 이에 따라, 방사 노이즈 저감에 기여하는 스펙트럼 확산 기능※5과 함께 노이즈 설계의 공수 삭감에 기여합니다.
신제품은 2022년 10월부터 양산을 개시 (샘플 가격 700엔 / 개, 세금 불포함)하였습니다. 생산 거점은 전공정 로옴 하마마츠 주식회사 (하마마츠), 후공정 ROHM Electronics Philippines, Inc. (필리핀)입니다. 신제품과 평가 보드 「BD7F105EFJ-EVK-001」 및 「BD7F205EFJ-EVK-001」은 CoreStaff, Chip 1 Stop 등 온라인 부품 유통 사이트에서도 구입이 가능합니다.
앞으로도 로옴은, 강점인 아날로그 기술을 중심으로 하는 소형화 및 Low Noise화에 기여하는 제품을 지속적으로 개발하여, 지속 가능한 사회의 실현에 기여해 나갈 것입니다.

신제품 「BD7Fx05EFJ-C」와 일반품의 면적 비교
신제품 「BD7Fx05EFJ-C」와 일반품의 노이즈 비교

<배경>

최근, 지속 가능한 사회의 실현을 위해, 하이브리드 자동차 및 전기자동차와 같은 xEV의 보급이 가속화되고 있습니다. 전력을 주요 에너지원으로 하는 xEV에는, 모터를 구동하는 메인 인버터 및 에어컨용 전동 컴프레서, 차량 내부 온도를 높이는 PTC 히터와 같은 어플리케이션이 탑재됩니다. 또한, 이러한 어플리케이션 대부분이 고전압 구동이므로, 안전성 확보를 위해 배터리가 있는 1차측 회로와 모터 등이 있는 2차측 회로를 절연할 필요가 있습니다. 그러나, 기존의 절연 회로 구성의 경우, 실장 면적이나 소비전력의 크기, 출력전류에 따라 달라지는 스위칭 주파수에 대한 노이즈 대책에 소요되는 공수가 과제였습니다. 로옴은 포토 커플러가 필요없는 회로 구성과 안정된 스위칭 주파수 특성을 실현하는 신제품을 통해, 어플리케이션의 소형화와 노이즈 설계 공수 삭감에 기여합니다.

<제품 라인업>

신제품은 부품수 삭감, 노이즈 설계의 공수 삭감과 더불어, 출력전압 안정화 기능 및 다양한 보호 기능을 탑재하여, 어플리케이션의 신뢰성 향상에도 기여합니다.

품명데이터
시트
출력전력
[W]
입력정격
전압
[V]
입력전압
범위
[V]
스위치
허용 전류
[A]
스위칭
주파수
[kHz]
동작온도
범위
[℃]
기능패키지
[mm]
LCOMP
기능*1
ON 타임
제어 기능
다양한
보호 기능*2
NewBD7F105EFJ-CNew4W@VIN=12V453.4 ~
42.0
2.6363-40 ~
+125
HTSOP8-J8
(4.9 × 6.0 × 1.0)
NewBD7F205EFJ-CNew6W@VIN=12V3.8

*1 Load Compensation 기능 : 출력 부하로 인해 2차측 다이오드의 VF가 달라져, 출력전압이 저하된다.
  이러한 출력전압 저하를 보정하는 것이, 출력전류 – 출력전압 특성의 안정화로 이어진다.
*2 다양한 보호 기능 : 입력 저전압 보호 기능 / 온도 보호 기능 / 과전류 보호 / 단락 보호 기능 / 기준전압 단자 보호 기능 / 배터리 단락 보호 기능

<어플리케이션 예>

안전성을 위해 배터리와 절연하여 전원 공급이 필요한 게이트 드라이버용 전원에 최적입니다.
자동차기기 : 메인 인버터, OBC, 전동 컴프레서, PTC 히터, 인버터 등
산업기기 : 산업기기 전원, 산업기기용 제어 (PLC), 인버터 등

PTC 히터의 회로 구성 (신제품 게이트 드라이버용 전원)
전동 컴프레서의 회로 구성 (신제품 : 게이트 드라이버, MCU용 전원)
OBC의 회로 구성 (신제품 : 게이트 드라이버용 전원)

<온라인 판매 정보>

판매 사이트 : Chip 1 Stop, CoreStaff
온라인 부품 유통 사이트에서 제품 및 평가 보드를 순차적으로 판매 예정
(판매 시기 : 2022년 10월부터)

1개부터 구입 가능

  • Chip 1 Stop
  •  CoreStaff

・제품 정보
판매 대상 품명 : BD7F105EFJ-CE2, BD7F205EFJ-CE2
・평가 보드 정보
평가 보드 품명 :
BD7F105EFJ-EVK-001, BD7F205EFJ-EVK-001

평가 보드

<용어 설명>

※1 : PTC (Positive Temperature Coefficient) 히터
가솔린 자동차 및 디젤 자동차와 같은 열원 (엔진)이 없는 xEV에서 난방 기능을 담당하는 어플리케이션. 배터리로부터의 전기를 히터 소자에 공급함으로써 열을 발생시켜, 차량 내부의 온도를 높인다.
※2 : 플라이백 방식
회로 형태의 일종으로, 절연 전원의 구성에 사용된다. 100W 정도까지의 용도에 적합하며, 부품수 및 비용 면에서 우수하다. 그 밖에 포워드 방식이 있으며, 이러한 회로를 구성하는 디바이스의 진화가 절연 전원의 소형화와 고효율화를 실현한다.
※3 : 포토 커플러
입력된 전기 신호를 발광 소자에서 빛으로 변환한 후, 수광 소자에서 다시 전기 신호로 변환하는 전자 부품. 입력 측과 출력 측은 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 전기 신호로 인한 노이즈 및 감전을 방지하면서 신호를 전달할 수 있다.
※4 : CISPR25
부품 및 모듈에서 주위로 방출되는 노이즈의 EMI (Electromagnetic Interference : 전자 방해)를 평가하는 국제 규격. 기기의 오동작을 발생시키는 노이즈의 저감을 목적으로, 주파수에 따라 규정된 규격치 범위 안으로 노이즈를 억제하는 것이 요구된다.
※5 : 스펙트럼 확산 기능
스위칭 주파수를 고정하지 않고 일정 폭으로 진동시킴으로써, 노이즈 에너지를 확산시키는 기능. 노이즈의 피크치를 낮춤으로써, EMI 노이즈를 경감한다.