BM2SCQ12xT-LBZ ― 世界初1700V SiC MOS内蔵AC/DCコンバータIC-ROHM

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近年、省エネ意識の高まりから、交流400Vを扱う産業機器において、既存のSiパワー半導体と比較して、さらなる高電圧対応、省電力化、小型化が可能なSiCパワー半導体の採用が進んでいます。
ローム社は世界で初めてSiC MOSFET採用AC/DCコンバータの普及を促進する、SiC MOSFETを内蔵したAC/DCコンバータICを開発しました。

擬似共振AC/DCコンバータBM2SCQ121T-LBZは、コンセントが存在する製品すべてに最適なシステムを供給します。
擬似共振動作のためソフトスイッチングを実現し、低EMIに貢献します。1700V/4A SiC (Silicon-Carbide) MOSFETを内蔵しているため、設計容易性を実現します。
電流検出抵抗を外付けにすることにより、自由度の高い電源設計を実現します。バースト動作は、軽負荷時の電力を削減します。BM2SCQ121T-LBZは、ソフトスタート機能、バースト機能、サイクルごとの過電流リミッタ、過電圧保護、過負荷保護など、種々の保護機能を内蔵しています。

製品仕様

形名
BM2SCQ121T-LBZ
パッケージ
TO220-6M
包装形態
チューブ
品番 電源電圧範囲 通常時
動作電流
バースト時
動作電流
最大動作
周波数
FB OLP VCC OVP 動作温度範囲
BM2SCQ121T-LBZ VCC:
15.0V ~
27.5V
DRAIN:
1700V
(Max.)
2000μA
(Typ.)
500μA
(Typ.)
120kHz
(Typ.)
Auto Restart Latch -40℃ ~
105℃
BM2SCQ122T-LBZ Latch Latch
BM2SCQ123T-LBZ Auto Restart Auto Restart
BM2SCQ124T-LBZ Latch Auto Restart

特性

FET
SiC-MOSFET Integrated
コントローラタイプ
QR
Vin1(Min.)[V]
15.0
Vin1(Max.)[V]
27.5
起動回路 [V]
1700.0
SW周波数[KHz]
120.0
Vcc OVP
Latch
BR PIN
On Resistor (MOSFET)[Ω]
1.12
Channel
1
Light Load mode
Yes
EN
No
Soft Start
Yes
Thermal Shut-down
Yes
Under Voltage Lock Out
Yes
動作温度範囲(Min.)[°C]
-40
動作温度範囲(Max.)[°C]
105

3つの大きな特長

1.最大12製品と放熱板を1パッケージ化し、圧倒的な小型化を実現

本製品は、1パッケージ化により、一般的なSi-MOSFETを採用したディスクリート部品構成に対して、最大12製品(AC/DCコンバータ制御IC、800V耐圧Si-MOSFET×2、ツェナーダイオード×3、抵抗器×6)と放熱板を1製品にするという劇的な部品点数削減を実現します。またSiC MOSFETが、高耐圧で高電圧ノイズに強いことから、ノイズ対策部品も小型化できます。

アプリケーションと新製品の効果について


2. 工数・リスクを減らすとともに、保護機能も搭載し、劇的な高信頼化を実現

1パッケージ化したことで、クランプ回路やドライブ回路の部品選定や信頼性評価の工数削減、部品故障リスクの低減、SiC MOSFET採用に対する開発工数削減などを一気に実現することが可能です。また、SiC MOSFETを内蔵したことで実現できた高精度な過熱保護(Thermal Shutdown)のほか、過負荷保護(FB OLP)や電源電圧端子の過電圧保護(VCC OVP)、過電流保護、二次側電圧の過電圧保護が搭載されています。連続駆動を行う産業機器の電源に必要とされる多彩な保護機能を搭載し、信頼性向上に貢献します。


3. SiC MOSFETの性能を引き出し、劇的な省電力化を実現

本製品に搭載されたSiC MOSFET駆動に最適なゲートドライブ回路が、SiC MOSFETの実力を最大限に引き出すことにより、一般的なSi-MOSFET採用品と比較して、最大で5%の高効率化を実現します(2018年4月ローム調べ)。また、本製品の制御回路には、一般的なPWM方式と比較して低ノイズで高効率動作が可能な擬似共振方式を採用しているため、産業機器に対するノイズの影響を最小限に抑えることが可能です。

ACDCコンバータでのSi対SiC効率比較について

特徴

  • 産業機器に適した長期の供給保証
  • 6 pin: TO220-6M パッケージ
  • 1700 V/4 A/1.2 Ω SiC–MOSFET 内蔵
  • 擬似共振方式(低EMI)
  • 周波数低減機能
  • スタンバイ時 低消費電流(19 μA)
  • 軽負荷時バースト動作
  • SOURCE 端子Leading Edge Blanking
  • VCC UVLO (Under Voltage Drop Out Protection)
  • VCC OVP (Over Voltage Protection)
  • サイクルごとの過電流保護回路
  • ソフトスタート機能
  • ZT 端子トリガマスク機能
  • ZT OVP (Over Voltage Protection)

アプリケーション例

  • 汎用インバータ
  • ACサーボ
  • PLC(Programmable Logic Controller)
  • 製造装置
  • ロボット
  • 産業用エアコン
  • 産業用照明(街灯ほか)

など、交流400V仕様のあらゆる産業機器における補機電源回路に最適です。

用語説明

1) SiC(Silicon Carbide、シリコンカーバイド)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
SiCは、Si(シリコン)とC(カーボン)の化合物。半導体の材料に使用した場合、Si半導体の限界を超える特性を実現できることで期待されている。MOSFETは、半導体部品の基本であるトランジスタの一種(構造)。外部から電圧を印加することでデバイスのON/OFF、または電流の流れを制御することができるスイッチングデバイスの役割を果たす。
2) AC/DCコンバータ
電源の一種で交流(AC)から直流(DC)へ電圧を変換する。一般的にコンセントには交流が流れており、電子機器は直流で動くため、コンセントにつなぐ電子機器には必要な部品。
3) 補機電源
大電力の産業機器には、モーターなど(主機)の動作を実現するメイン電源回路と、制御用ICやインジケータのLED点灯など(補機)に供給するためのサブ電源回路がある。このサブ電源回路を補機電源と表現している。
4) パワー半導体
用途に応じた電圧や電流に変換するために用いられる半導体で、その性能がシステムや機器の電力効率に直結する。高耐圧・大電流を扱うことが求められる。

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