Fuji Electric Review
Vol.64-No.4,2018
에너지 관리에 기여하는 전력 반도체
에너지 관리에 기여하는 전력 반도체
지구 온난화를 방지하기 위해 에너지 절약 기술 및 재생 에너지 사용이 진행되고 있습니다. 많은 국가들이 이미 향후 수십 년 동안 휘발유 구동 차량의 판매를 완전히 폐지한다고 선언했습니다. 그리고 그들은 탈탄화를 달성하기 위해 빠르게 성장하는 다른 이니셔티브 중에서도 CO2를 감소시키는 수단으로 전기 자동차 (XEV)를 적극적으로 채택 해 왔습니다. 전기 에너지의 효율적이고 안정적인 사용을 보장하기 위해 효율성을 향상시키고 전력 전자 장치 장치를 소형화해야 할 필요성에 따라 전력 반도체는이 목표에 크게 기여할 수있는 주요 장치로서 많은 관심을 받고 있습니다. Fuji Electric에서는 다양한 분야를 위해 전력 반도체를 개발하고 상용화하고 있습니다. 이 특별한 문제에서는 최신 Fuji Electric Power Semiconductor 기술 및 제품을 소개 할 예정입니다.
Funaki, Tsuyoshi
Fujihira, Tatsuhiko; 미야사카, 타다시; 이카와, 오사무
에너지 소비는 인구와 경제가 전 세계적으로 성장함에 따라 꾸준히 증가하고 있습니다. 에너지 절약 기술이 채택되고 있으며, CO2 배출을 억제하고 지구 온난화를 방지하기 위해 태양열 발전 및 풍력 발전과 같은 재생 가능 에너지의 사용이 확장되고 있습니다. 많은 국가들이 또한 향후 수십 년 동안 휘발유 구동 차량의 판매를 완전히 폐지하려는 욕구를 선포하고 있으며, 탈탄화를 달성하기 위해 빠르게 성장하는 이니셔티브 중에서도 CO2를 줄이기위한 수단으로 전기 자동차 (XEV)를 채택하고 있습니다. Fuji Electric은 에너지 안정성 및 최적화를 달성하는 데 사용되는 전력 전자 제품의 주요 장치로 전력 반도체를 개발하고 상용화함으로써 책임 있고 지속 가능한 사회의 창출에 기여해 왔습니다. 이 백서는 현재의 강력한 시장 성장이 예상되는 전력 반도체 기술 및 제품에 대한 현재 상황과 전망을 설명합니다..
USUI, Ryosuke; 카토, 요시히 하루; 타카 하시, 세이이치
최근 몇 년 동안, 전력 변환기의 추가 소형성, 무게 절약 및 고효율을 달성하기 위해 고주파 영역에서 전력 변환이 필요한 전력 변환기 응용 프로그램이 증가하고 있습니다. 따라서 스위칭 장치는 고속 및 낮은 손실을 위해 크게 요구됩니다. Fuji Electric은 IGBT와 SIC-SBDS를 결합한 고속 하이브리드 모듈을 개발했으며,이 둘 다 고주파 영역에서 낮은 손실 및 고속으로 작동하여 스위칭 손실을 크게 줄였습니다. 결과적으로, 고주파 인버터 작동 중 전력 소산은 기존 제품에 비해 약 50% 감소 될 수 있으므로 소형, 체중 절약 및 고효율이 필요한 응용 프로그램과 함께 활용할 수 있다는 기대가 높아집니다..
Kenichi의 Okanama; Sirakawa, Toru; 타나카, 마사 노리
최근 몇 년 동안, 지구 환경 문제를 해결하기 위해 온실 가스 배출 규정에 대처하고 자원을 절약하기위한 규모 감소에 대처하기위한 에너지 절약 수요가 증가하고 있습니다. Fuji Electric은 전력 장치 및 제어 IC를 통합하여 인버터 회로를 구성하는 650 V / 50A 및 75A의 2 세대 작은 IPM 라인업을 개발했습니다. "X 시리즈"IGBT 칩 기술을 채택한 제품은 기존 제품에 비해 전력 소실을 줄이고 고열 저항성 포장 기술을 사용하여 최대 작동 온도를 125 ° C에서 150 ° C로 증가시킵니다. 이러한 개선 사항은 에너지 절약, 전력 변환 시스템의 축소 및 출력 전류 증가에 기여할 것입니다.
Nakayama, Tomoya; 나카노, 하야토; 요시다, 소리치
최근 몇 년 동안 전기 자동차 (XEV)로의 스위치가 증가하고 있으며 XEV에는 전기 모터를 운전하기위한 인버터가 장착되어 있습니다. 따라서 XEVS에 대한 인버터 및 구성 요소 IGBT 모듈에 대한 수요가 증가하고 있습니다. Fuji Electric은 XEVS의 모터 구동을위한 온칩 센서를 통합하는 IGBT 모듈을 개발했습니다. 온칩 센서에는 온도 및 전류 센서가 장착되어 있습니다. 온도 센서는 IGBT 칩의 온도를 직접 모니터링하여 모듈의 허용 가능한 전류를 개선합니다. 저소로 전류 센서는 큰 전류를 모니터링하고 단락 또는 기타 사고로 인한 과전류가있을 때 보호 작동을 가능하게합니다.
Kanai, Naoyuki; 호야, 마사시; Tsuji, Takashi
Fuji Electric은 NEDO (New Energy and Industrial and Industrial 및 Industric Development Organization) 프로젝트에 참여했으며 전염병 발전과 같은 분포 된 에너지 원이 막대한 도입 될 때 전력망을 안정화시키기 위해 전기 유통 장비 및 제어 시스템을 개발하고 있습니다. 이와 관련하여, 우리는 전기 유통 장비를위한 SIC 트렌치 게이트 MOSFET이 장착 된 3.3kV의 모든 SIC 모듈을 개발했습니다. 이 모듈은 인버터 손실을 60% 감소시키고 기존의 SIC 평면 게이트 MOSFET을 갖춘 모듈에 비해 더 높은 전력 밀도를 달성합니다.
Kobayashi, Yusuke; OHSE, Naoyuki; Kojima, Takahito
Fuji Electric은 실리콘 카바이드 (SIC)를 사용하여 전력 반도체 장치의 전력 소실을 줄이는 트렌치 게이트 MOSFET을 개발했습니다. MOSFET 채널 길이를 단축하면 전력 소산이 더욱 줄어들 수 있지만,이를 통해 짧은 채널 효과로 인해 임계 값 전압 및 파괴 전압의 감소를 억제해야합니다. 후광 구조를 갖는 수직 트렌치 게이트 Sic-Mosfet의 시뮬레이션 및 프로토 타입은 짧은 채널 효과의 억제를 보여 주었다. 따라서 우리는 높은 임계 값 전압 및 파괴 전압을 유지하면서 저항성을 줄일 수있었습니다.
Takaku, Taku; 유카와, 푸 모; Ikenouchi, Shun
Fuji Electric은 웹 사이트에서 IGBT 시뮬레이터를 무료로 출시했습니다. 인버터와 같은 와이즈 스포츠 토토 전자 시스템에 통합 된 Fuji Electric IGBT 모듈의 와이즈 스포츠 토토 소실 및 접합 온도를 시뮬레이션합니다. 3 단계 회로와 널리 사용되는 많은 펄스 폭 변조 방법을 지원하고 정션 온도에서의 와이즈 스포츠 토토 손실 의존성을 계산하여 사용자가보다 현실적인 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. IGBT 모듈의 와이즈 스포츠 토토 손실 및 온도 상승 전환을 제공하면 사용자가 모듈을 선택하고 설계 초기 단계에서 수명을 추정 할 수 있도록 도와줍니다.
endo, 유타; Yaguchi, Yukihiro; Hiasa, Nobuyuki
Fuji Electric은 "FA1B00 시리즈"4 세대 임계 전도 모드, 와이즈 스포츠 토토 계수 보정 제어 ICS를 개발하여 와이즈 스포츠 토토 소비가 적고 저렴한 비용으로 전원 공급 장치 시장 수요를 충족 시켰습니다. 우리는 전원 고조파 전류를 감소시키면서 출력 전압 리플을 억제하기 위해 입력 전류 사다리꼴 파동 제어 방법을 새로 개발했습니다. 이 방법은 PFC 회로의 출력 커패시터의 소형화를 용이하게합니다. 또한 이전 모델에서 Light-Load Bottom-Skip 함수 및 대기 모드 버스트 기능을 상속함으로써 "FA1B00 시리즈"는 와이즈 스포츠 토토 소비 및 전원 공급 장치 비용을 줄이는 데 도움이됩니다..
하라, 유키히토; 카토, 요시히 하루; 타 무라, 타카히로
Fuji Electric은 약 20 kHz의 스위칭 주파수에서 작동하는 UPSS 및 광전지 발전 PCS의 제품 라인업으로“XS Series”650-V 개별 IGBT를 개발하고 출시했습니다. 이러한 장치는 전도 손실과 스위칭 손실 사이의 상충 관계에서 개선됩니다. 이 시리즈의 등급은 650V/30 ~ 75A이며 전도 손실 및 스위칭 손실은 이전 제품보다 20% 이상 낮습니다. UPS에 통합 될 때,이 장치는 모든 하중 범위에 대해 이전 제품보다 높은 효율성을 보여 주어 최대 0.12 포인트 증가했습니다. 또한 장치 사례 온도의 상승이 작아 졌다는 것을 보여주었습니다.
Sato, Eisuke; 우에노, 후미 야; 우자와, 료 헤이
최근 몇 년 동안 환경 규정 및 연료 소비 개선에 대응하기 위해 고정밀 제어 기술이 내연 기관, 즉 가솔린 및 디젤 엔진에 적용되고 있으며 고밀도 장착이 하향 조정을 달성하기 위해 채택되고 있습니다. 결과적으로 자동차 고압 센서는 높은 정밀도와 높은 보장 된 작동 온도를 달성하기 위해 필요합니다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 Fuji Electric은 자동차 애플리케이션을위한 6.5 세대 고압 센서를 개발했습니다. 이 제품은 고온과 압력 하에서도 작동 및 정밀도를 보장하는 센서 칩과 높은 분해 전압을 보장하는 금속 기반 패키지의 통합이 특징입니다. 센서는 소형화 기술 및 개정 된 회로 레이아웃을 사용하여 150 ° C에서 소형화를 달성하고 작동을 보장했습니다.
일반 종이
Yasumoto, Koji; 키타노, 아키히로; GOTO, Mizuho
데이터 센터 및 안정적인 와이즈 스포츠 토토 공급이 필요한 기타 시설에 대한 대용량이없는 와이즈 스포츠 토토 시스템 (UPSS)에 대한 수요가 증가하고 있습니다. Fuji Electric은 리튬 이온 배터리 (LIB)를 사용하는 대용량 UPS 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 Samsung SDI의 신뢰할 수있는 LIB 제조를 사용하며 안전한 작동을 보장하는 배터리 관리 시스템이 장착되어 있습니다. 15 년의 기대 수명을 가진 LIB는 UPS 본체의 전 생애 동안 대체없이 사용될 것입니다. LIB의 설치 공간은 리드산 배터리의 53%에 불과하여 공간 절약을 달성합니다.
신제품
하라, 유키히토
글로벌 에너지 수요가 꾸준히 증가하고 있으며 더 많은 에너지 절약이 요구됩니다.
이 상황에서는 광전지 시스템에 의해 생성 된 직류 와이즈 스포츠 토토을 교대 와이즈 스포츠 토토으로 변환하는 고품질 와이즈 스포츠 토토 및 와이즈 스포츠 토토 컨디셔닝 시스템 (PCS)이 필요한 장비의 UPSS (UPS)의 효율성을 향상시키기 위해 손실이 낮은 장치를 스위칭에 대한 강력한 요구가 있습니다..
Fuji Electric은 UPS 및 PCS의 효율성을 향상시키기 위해 국가 전압 및 스위칭 손실 트레이드 오프 특성을 개선하는 제품 라인으로“XS Series”650-V 개별 IGBT를 개발하고 출시했습니다.
타카사키, 아이코; 야마 노, 아키오; Ichikawa, Hiroaki
최근 에너지 자원 고갈 및 지구 온난화 문제에 대한 해결책으로서, 에너지의 효율적인 사용에 기여하는 전력 전자 기술에 대한 기대치가 높아지고 있습니다. 무엇보다도 산업, 소비자, 자동차 및 재생 가능 에너지를 포함한 광범위한 분야에 사용되는 전력 변환 장비의 주요 구성 요소 인 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 IGBT 모듈에는 전력 소실이 낮아지고 신뢰성이 향상됩니다. 장비를 작게 만들기 위해 기존 제품과 동일한 패키지 크기를 유지하면서 출력 전류를 늘리는 데 대한 수요가 높습니다. 그러나, IGBT 모듈의 출력 전류를 증가 시키면 IGBT의 작동 온도 및 FWD (Free Wheeling Diode)가 상승하여 신뢰성이 낮아질 수 있습니다. 따라서, 높은 출력과 높은 신뢰성을 모두 달성하기위한 기술 혁신을 갖는 것이 필수적입니다.
Fuji Electric은 7 세대“X 시리즈”반도체 칩과 패키지를 개발하여 고출성 IGBT 모듈을 상용화했습니다. 이 시리즈의 경우 Fuji Electric은 리버스 동도 IGBT (RC-GIT)를 새로 개발했습니다.
usui, ryosuke; 카토, 요시하 르
최근 몇 년 동안 지구 온난화를 억제하기위한 척도로서 CO2와 같은 온실 가스의 배출량을 줄이는 수요가 더 커졌습니다. 이를 달성하기 위해서는 다양한 분야에서 더 높은 수준의 에너지 절약을 장려해야합니다. 전력 장치, 회로 및 제어 메커니즘과 같은 구성 요소의 혁신은 인버터가 대표하는 전력 변환 장비의 에너지 절약을 발전시키기 위해 필요하며 전원 장치에서 전력 소산을 훨씬 적게 달성하는 데 중요한 목표가되었습니다. 또한, 전력 전환 장비의 추가 소형화 및 더 나은 효율성을 실현하기 위해, 점점 더 많은 응용 프로그램이 고주파에서 전력 변환을 수행하고 있으며, 고속 저지대 스위칭에 대한 수요가 더 커집니다. Fuji Electric은 20kHz 이상의 전환 속도와 Sichotty Barrier Diodes (SIC-SBD)에서 기존 패키지로 작동 할 수있는 고속 단열 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)를 통합하는 개발 및 상용화 된 고속 하이브리드 모듈을 사용하는 것이 이러한 배경에 대항합니다.
