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SiC MOSFET的高效AC/DC轉換器的設計

江師大電信小希 ? 來源:江師大電信小希 ? 作者:江師大電信小希 ? 2022-08-14 10:00 ? 次閱讀
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BM2SC12xFP2-LBZ是業內先進*的AC/DC轉換器IC,采用一體化封裝,已將1700V耐壓的SiC MOSFET和針對其驅動而優化的控制電路內置于小型表貼封裝(TO263-7L)中。主要適用于需要處理大功率的通用逆變器、AC伺服、商用空調、路燈等工業設備的輔助電源。另外,還可確保長期穩定供應,很適合工業設備應用。

*截至2021年6月17日ROHM調查數據

BM2SC12xFP2-LBZ的亮點

√ 內置1700V耐壓的SiC MOSFET,使設計更簡單

√ 采用表貼型封裝(TO263-7L),可自動安裝在電路板上

√ 與分立結構相比,可大大減少元器件數量(例如將12個元器件和1個散熱器縮減為1個器件)

√ 與Si MOSFET相比,SiC MOSFET的功率轉換效率可提升高達5%

√ 采用準諧振方式,可實現更低EMI

√ 通過減少元器件數量,可實現顯著的小型化和更高可靠性

√ 可確保長期穩定供應,很適合工業設備應用

√ 產品陣容新增4款保護功能啟動后動作不同的新機型

√ 單品及評估板BM2SC123FP2-EVK-001均可通過電商平臺購買

內置SiC MOSFET的AC/DC轉換器IC:BM2SC12xFP2-LBZ的特點和優勢

BM2SC12xFP2-LBZ是面向工業設備的各種控制系統用的輔助電源應用開發而成的。在輔助電源的功率轉換電路中,主力開關器件仍然是普通的Si(硅)MOSFET和IGBT,所以近年來如何降低這些功率器件的損耗已成為一大課題。由于BM2SC12xFP2-LBZ內置了具有出色節能性能的SiC MOSFET,因此可使采用了SiC MOSFET的AC/DC轉換器設計變得更容易。此外,該系列產品采用表貼型裝封,支持自動安裝,因此可降低安裝成本。

下面總結了BM2SC12xFP2-LBZ的特點以及基于這些特點的優勢。

● 采用支持48W輸出的表貼型封裝,可自動安裝,從而可降低安裝成本

BM2SC12xFP2-LBZ采用為內置SiC MOSFET而開發的表貼封裝TO263-7L。盡管體積小巧,但仍可充分確保處理大功率時的封裝安全性(爬電距離),并且在確保安裝準確性的前提下,作為沒有散熱器表貼封裝產品,可支持高達48W(24V/2A等)的輸出功率。這種輸出級的器件以往采用的是插裝型封裝,無法自動安裝,而BM2SC12xFP2-LBZ采用的是表貼型封裝,支持自動安裝,非常有助于減少元器件數量,并降低安裝成本。

●一體化封裝,大大減少了外置元器件數量、電路規模和安裝面積

BM2SC12xFP2-LBZ通過將SiC MOSFET和控制IC內置于一個封裝中,顯著減少了外置元器件的數量。相比采用Si MOSFET、48W級輸出功率的普通分立結構,可減少多達12個元器件(AC/DC轉換器控制IC×1、800V耐壓Si-MOSFET×2、齊納二極管×3、電阻器×6)和1個散熱器。此外,由于SiC MOSFET具有高耐壓和抗噪性能優異的特點,因而還可以使用更小型的抗噪和抗浪涌元器件。不僅如此,由于控制方式采用了準諧振方式,與PWM方式相比,能夠以更低噪聲更高效地運行,因此給其他電路和設備帶來的噪聲干擾(EMI)很小,只需要很少的降噪措施即可。

poYBAGL4VzqAMfkDAALiarVE2Sg027.png

●可減少設計和評估工時,通過一體化封裝和內置保護功能,使可靠性更高

一體化封裝可減少元器件選型和評估等工作的工時,使設計變得更容易。此外,內置SiC MOSFET,具有高精度的過熱保護、過負載保護、電源電壓引腳的過電壓保護、(找元器件現貨上唯樣商城)FET過電流保護、二次側電壓的過電壓保護等多種保護功能,大大減少了元器件數量,使產品的可靠性更高。

●采用為驅動SiC MOSFET而優化的控制電路,效率更高

BM2SC12xFP2-LBZ采用為驅動內置SiC MOSFET而優化的柵極驅動電路,可充分發揮出SiC MOSFET的特點——低損耗特性,與采用Si MOSFET的普通產品相比,效率提升可高達5%(截至2021年6月ROHM調查數據)。下圖為比較數據,在比較時,為獲得最佳效率,對各控制IC均進行了調整。

pYYBAGL4VzqAGKxIAADl01xPOHw419.jpg

應用示例:

poYBAGL4VzqAB2YaAADHagECUC8813.jpg

通用逆變器

AC伺服

PLC(Programmable Logic Controller)

生產制造裝置

機器人

商用空調

工業用照明(路燈等)

相關信息:

BM2SC12xFP2-LBZ單品和評估板均可通過電商平臺購買。請點擊這里了解每款評估板的應用指南、庫存情況確認和詳細信息。下表摘自該鏈接頁面上的評估板一覽表。除了本文介紹的BM2SC12xFP2-LBZ之外,還有另外兩款評估板在售,它們都配有使用了1700V SiC MOSFET的AC/DC轉換器IC。

Using 1700V SiC MOSFET

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BM2SC12xFP2-LBZ系列的評估板為BM2SC123FP2-EVK-001,為順利進行評估,搭載了自動恢復型BM2SC123FP2-LBZ。

BD7682FJ-LB-EVK-402是搭載了SiC MOSFET外置的控制器IC BD7682FJ-LB的評估板。

BM2SCQ123T-EVK-001是搭載了通孔插裝型TO220封裝的BM2SCQ123T-LBZ的評估板,與表面貼裝的BM2SC12xFP2-LBZ系列的封裝形式不同,也是一種自動恢復型產品。

審核編輯:湯梓紅

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