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ROHM ha recentemente annunciato lo sviluppo di un modulo di potenza SiC da 1700V/250A nominali in grado di fornire il massimo livello di affidabilità nel settore. Esso è ottimizzato per sistemi di generazione di potenza outdoor quali inverter per fotovoltaico e convertitori per alimentatori industriali ad alta potenza.
Grazie ai vantaggi raggiunti in termini di risparmio energetico, la tecnologia SiC gode da qualche anno di sempre maggiore popolarità tra le applicazioni da 1200 V quali veicoli elettrici e strumentazioni industriali. Il trend verso una maggiore densità di potenza è indirizzato verso tensioni di sistema sempre più alte con un aumento della domanda per i prodotti da 1700 V. Tuttavia, arrivare al livello di affidabilità richiesto si è rivelato difficoltoso per cui solitamente si preferisce utilizzare IGBT nelle applicazioni da 1700 V.
Per rispondere a queste esigenze ROHM ha sviluppato un prodotto ad elevata affidabilità a 1700 V pur mantenendo la performance di risparmio energetico dei già ampiamente conosciuti prodotti da 1200 V. Si effettua così la prima efficace commercializzazione di moduli di potenza SiC da 1700 V nominali. Il modello BSM250D17P2E004 utilizza tecniche di costruzione e materiali di rivestimento nuovi per evitare il breakdown dielettrico e contenere le leakage current. Ne risulta il conseguimento di un’elevata affidabilità che evita il breakdown dielettrico perfino dopo 1.000 ore di test in condizioni di temperatura ed umidità elevate (secondo i test HV-H3TRB). In tal modo si garantisce un’elevata affidabilità alla tensione di isolamento di 1700 V anche in ambienti con condizioni gravose di temperatura ed umidità.
La corrente di dispersione (leakage current) è la piccola quantità di corrente che si disperde dall’isolamento di un dispositivo di potenza quando é polarizzato positivamente, ma senza tensione di gate. La soppressione della corrente di dispersione evita danni al dispositivo e inutile consumo di energia.
Integrando gli ormai collaudati MOSFET SiC e i diodi a barriera Schottky SiC di ROHM nello stesso modulo ed ottimizzando la struttura interna, è stato possibile ridurre del 10% la resistenza di ON rispetto ad altri prodotti in tecnologia SiC della stessa categoria. In altre parole, un miglioramento dei risparmi energetici di qualsiasi applicazione.
Caratteristiche fondamentali
- Il modulo di potenza consegue il massimo livello di affidabilità in ambienti con condizioni di temperatura ed umidità elevate
Il modulo da 1700 V di ultima generazione presenta una nuova tecnologia del packaging e del materiale di rivestimento per proteggere il chip consentendo di superare i test di affidabilità HV-H3TRB e consentire la prima efficace commercializzazione di un modulo SiC da 1700 V.
Per esempio, durante il test in condizioni di temperatura ed umidità elevate secondo i parametri indicati dalla normativa, il modello BSM250D17P2E004 ha dimostrato un’affidabilità totale. Il test prevede 1.360 V per almeno 1.000 ore a 85 °C e con l’85% di umidità, il power module SiC di Rohm ha superato il test diversamente dai moduli IGBT tradizionali che solitamente si guastano entro le 1.000 ore a causa della rottura dielettrica. Per assicurare il massimo livello di affidabilità, ROHM ha verificato la corrente di dispersione dei moduli ad intervalli differenti applicando il massimo livello della tensione blocco a 1700 V.
Il test di polarizzazione inversa in condizioni di tensione, temperatura ed umidità elevate (HV-H3TRB) è un test standard per la valutazione della resistenza di un dispositivo di potenza utilizzato in ambienti con condizioni di temperatura ed umidità elevate. Il test è studiato per individuare, grazie alla misura dell’aumento della corrente di dispersione nell’isolamento, guasti nella barriera dielettrica a causa del campo elettrico e dell’umidità.
- Una migliorata ON resistance contribuisce al risparmio energetico
Combinando un diodo a barriera Schottky e un MOSFET SiC di ROHM all’interno dello stesso modulo è possibile ridurre del 10% le perdite per conduzione inversa rispetto ad altri prodotti della stessa categoria, contribuendo ad un aumento dell’efficienza energetica.
Questa tabella contiene l’intera linea di moduli di potenza SiC di ROHM.
