~業(yè)內出色的降噪特性和低損耗特性兼具的600V耐壓IGBT IPM~
ROHM于2021年4月宣布推出600V耐壓IGBT IPM(Intelligent Power Module)新產(chǎn)品“BM6337x系列”,隨后又新增了“BM6357x系列”。BM6337x/BM6357x系列同時(shí)擁有業(yè)內出色的降噪特性和低損耗特性,有助于簡(jiǎn)化噪聲濾波器和進(jìn)一步降低功耗,而且其內置功能有助于減少元器件數量和設計工時(shí)。此次,我們就BM6337x/BM6357x系列的開(kāi)發(fā)背景、產(chǎn)品特點(diǎn)和規格等內容,采訪(fǎng)了ROHM FAE 阿戶(hù) 恵太郎先生。
據了解,ROHM推出了600V耐壓的IGBT IPM新產(chǎn)品,我想詳細了解一下其開(kāi)發(fā)背景、產(chǎn)品特點(diǎn)以及產(chǎn)品規格等相關(guān)的信息,首先,請您介紹一下開(kāi)發(fā)背景。
BM6337x/BM6357x系列的開(kāi)發(fā)背景是,逆變器等功率轉換應用對IGBT IPM的需求非常大,而且,由于應用設備需要減小體積、降低功耗,客戶(hù)希望負責功率轉換的功率器件也要有助于滿(mǎn)足這些市場(chǎng)需求。
首先,我想問(wèn)一個(gè)很基礎的問(wèn)題,為什么逆變器這個(gè)應用領(lǐng)域對IGBT IPM的需求很大?
IGBT IPM在逆變器等應用領(lǐng)域很受歡迎,市場(chǎng)上有近似行業(yè)標準的產(chǎn)品,也有其替代產(chǎn)品。對IGBT IPM需求大的原因之一是使用IPM所帶來(lái)的好處。功率元器件的主要形態(tài)有分立式元器件(元器件單體)、功率模塊以及IPM。功率模塊和IPM之間的區別在于,功率模塊是將多個(gè)分立元器件組合在一個(gè)封裝中的產(chǎn)品,驅動(dòng)電路和保護電路需要另備。IPM則是在一個(gè)封裝中不僅內置分立元器件,還內置了驅動(dòng)電路和保護電路,這就是IPM(Intelligent Power Module=智能功率模塊)中為什么有“Intelligent(智能)”的原因。
那么,也就是說(shuō),IPM的優(yōu)勢在于把必要的電路和功能基本上集于一身了?
是的。這就是它的亮點(diǎn)。首先,通過(guò)采用IPM,可以大大減少實(shí)現相同功能所需的電路板面積。這一點(diǎn)應該很容易理解,IGBT等功率器件的分立封裝為了散熱是有一定的尺寸的。除此之外,還需要用來(lái)提供驅動(dòng)和保護的LSI和外圍元器件。在這張圖(下圖)中有對比照片,您可以比較一下。通過(guò)使用IPM,可以減小電路板尺寸,從而可以進(jìn)一步減小應用設備的體積。
其次,由于IPM中集成了必要的外圍電路和元器件,因此與使用分立式元器件相比,設計會(huì )簡(jiǎn)單很多。另外,IPM不僅可以簡(jiǎn)化設計,而且由于在其內部已經(jīng)優(yōu)化了電路和布線(xiàn),因而可以獲得更加出色的性能;還有,用戶(hù)如果使用分立產(chǎn)品進(jìn)行設計,有一些必須要驗證且保證的功能和特性,而這些功能和特性,IPM制造商已經(jīng)完成驗證,并已保證了某些規格項目。近年來(lái),縮短開(kāi)發(fā)周期和設計周期已經(jīng)成為設計人員面臨的一個(gè)重要課題,因此,我認為這是IPM的一大亮點(diǎn)。
在您給我看的這張圖(上圖)中,“可定制性”這一項,分立結構更具優(yōu)勢,能否請您具體介紹一下?
如果硬要說(shuō)的話(huà),我希望大家了解的是,IPM是集成了必要功能的產(chǎn)品,雖然部分功能可以從外部調整,但基本上是按照其規格來(lái)使用的。在采用分立結構的情況下,當然可以單獨調整,而且在某些情況下還可以進(jìn)行優(yōu)化,也叫“Tuning”。然而,這個(gè)過(guò)程需要花費大量的時(shí)間,而且還需要相當豐富的專(zhuān)業(yè)技巧。我認為這是需要權衡考慮的。
也就是說(shuō),之所以對IPM的需求很大,是因為它有助于節省空間和小型化,而且集成了必要的功能并由制造商完成了驗證,因此會(huì )使應用產(chǎn)品的設計更容易、更快捷。
的確如此。當然還有其他一些好處,在這里提到的好處可以說(shuō)是有助于解決設計人員近年來(lái)面臨的課題的好處。
在開(kāi)發(fā)背景方面,我了解到了IGBT IPM需求大和有助于小型化的原因。下面,能否請您介紹一下降低功耗方面的內容?
降低功耗基本上是對所有設備及其組成部件的要求,然而實(shí)際上功耗呈增加趨勢。
咦,還在增加嗎???聽(tīng)了您前面的介紹,我以為會(huì )越來(lái)越低呢。
此次推出的BM6337x/BM6357x系列主要是面向白色家電和小型工業(yè)設備等應用開(kāi)發(fā)的。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的普及,這些設備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,性能越來(lái)越高,功能越來(lái)越多,相應地,功耗也呈增加趨勢。為了加入物聯(lián)網(wǎng),設備會(huì )安裝通信功能,而要實(shí)現通信就需要始終供電。這就會(huì )導致待機功耗增加。另外,隨著(zhù)顯示器的尺寸越來(lái)越大、電機的性能越來(lái)越高,驅動(dòng)和控制它們的設備也需要大量配備高性能的產(chǎn)品,這就導致工作時(shí)的功耗增加。因此,需要進(jìn)一步降低功耗,也對功率轉換電路中的功率器件提出了降低損耗的要求。這就需要改善IGBT本身的特性,并改進(jìn)采用IPM時(shí)的驅動(dòng)和控制技術(shù)。
審核編輯:劉清
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原文標題:R課堂 | 使用IGBT IPM的好處與需要解決的課題
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