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600V 超级结 MOSFET “PrestoMOS” 系列产品助力变频空调节能

时间：2019-03-19 14:40来源：21 Dianyuan

摘要：全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都）推出600V耐压超级结MOSFET“PrestoMOS”系列产品。

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都）推出600V耐压超级结 MOSFET“PrestoMOS”系列产品，在保持极快反向恢复时间（trr※1））的同时，提高设计灵活度，非常适用于空调、冰箱等白色家电的电机驱动以及EV充电桩。近日，该系列产品群又新增了“R60xxJNx系列”共30种机型。
 
 
此次开发的新系列产品与以往产品同样利用了ROHM独有的寿命控制技术，实现了极快的反向恢复时间（trr）。与IGBT相比，轻负载时的功耗成功减少了58%左右。另外，通过提高导通MOSFET所需要的电压水平，避免发生造成损耗增加原因之一的误开启（Self Turn-on）现象※2）。不仅如此，还通过优化内置二极管的特性，改善了超级结MOSFET特有的软恢复指数※3），可减少引发误动作的噪声干扰。通过减少这些阻碍用户优化电路时的障碍，提高设计灵活度。

该系列产品已经以月产10万个的规模逐步投入量产（样品价格：180日元起，不含税）。前期工序的生产基地为ROHM Apollo Co., Ltd.（日本福冈），后期工序的生产基地为ROHM Korea Corporation（韩国）。另外，该系列产品已于3月起在AMEYA360、Right IC、SEKORM这三家网售平台开始网售。
 
＜背景＞
据了解，在全球的电力需求中，近50%用于电机驱动，随着白色家电在新兴国家的普及，电机驱动带来的电力消耗量预计会逐年增加。包括空调和冰箱在内，白色家电多使用变频电路进行电机驱动，而变频电路的开关元件一般使用IGBT。但是，近年来在节能性能需求高涨的大趋势下，可有效降低设备稳定运行时功耗的MOSFET正在逐步取代IGBT。

在这种背景下，ROHM于2012年首家实现以极快反向恢复特性为特点的功率MOSFET PrestoMOS的量产，由于该系列产品可大大降低应用的功耗而受到市场的高度好评。
 
 
＜什么是PrestoMOS＞
Presto表示“极快”，是源于意大利语的音乐术语。
通常，MOSFET具有快速开关以及在低电流范围的传导损耗低的优势。例如，用于空调的情况下，非常有助于稳定运转时实现低功耗。PrestoMOS正是在低电流范围实现低功耗的、以极快的反向恢复时间（trr）为特点的ROHM独创的功率MOSFET。

 
 
＜提高设计灵活度的关键＞
开关速度的高速化与误开启现象、噪声干扰是相悖的，用户在电路设计时需要通过调整栅极电阻来进行优化。与一般的MOSFET相比，ROHM的R60xxJNx系列已经具备了误开启现象以及噪声对策，有助于提高用户的设计灵活度。
 
1. 避免增加损耗的误开启对策
本系列产品通过优化MOSFET结构上存在的寄生电容，将开关时的额外栅极电压降低了20％。另外，使MOSFET导通所需的阈值电压（Vth）增加了约1.5倍，是“不易产生误开启现象的设计”。因此，扩大了用户通过栅极电阻来进行损耗调节的范围。

 
2. 改善恢复特性，减少噪声干扰。
通常，超级结MOSFET的内置二极管的恢复特性为硬恢复。但是，ROHM的R60xxJNx系列，通过优化结构，与以往产品相比，新产品的软恢复指数改善了30％，不仅保持了极快的反向恢复时间（trr），还成功减少了噪声干扰。因此，用户通过栅极电阻调节噪音干扰时变得更加容易。

 
 
＜产品阵容＞


 
 
＜应用例＞
空调、冰箱、工业设备（充电桩等）

 
 
＜术语解说＞
※1　trr : 反向恢复时间 (Reverse Recovery Time)
开关二极管从导通状态到完全关断状态所需的时间。
 
※2  误开启现象
对MOSFET施加急剧的电压时，会产生额外的栅极电压，超过产品特定的阈值而使MOSFET误导通的现象。此时产生的不必要的导通时间会直接导致损耗增加。一般多发于逆变电路等桥式电路，通常需要采取增加外置部件等对策。
 
※3  软恢复指数
通常，二极管存在反向恢复时间（trr）短但容易产生噪声的硬恢复和不容易产生噪声但反向恢复时间（trr）长的软恢复两种恢复模式。超级结 MOSFET的内置二极管的特点是硬恢复特性尤为显著。表示软恢复性能的指数采用图中的ta÷tb。
 
 

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