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로옴, 고효율∙소프트 스위칭 동시 실현한 IGBT 개발650V 내압 IGBT ‘RGTV’, ‘RGW’ 시리즈
정환용 기자 | 승인 2018.06.04 16:55

[EPNC=정환용 기자] 로옴 주식회사(Rohm)는 낮은 도통 손실*과 고속 스위칭 특성을 동시에 실현한 650V 내압 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터) ‘RGTV’ 시리즈(단락 내량 유지 타입)와 ‘RGW’ 시리즈(고속 스위칭 타입)를 총 21종류 새롭게 개발했다. 이 시리즈는 무정전 전원 장치(UPS)나 용접기, 파워 컨디셔너 등의 산업기기와 에어컨, IH(유도가열) 등 민생기기의 범용 인버터, 컨버터에서의 전력 변환에 최적이다.

최근 IoT화에 의한 데이터량 증가에 따라, 데이터 센터의 고기능화가 요구되고 있다. 서버 본체뿐만 아니라 본체 전원의 안정 공급을 위해 꼭 필요한 UPS 등을 포함한 시스템 전체에서 소비전력량이 대폭 증가해, 저소비전력화가 과제로 떠오르고 있다. 또한, IGBT를 사용하는 대전력 애플리케이션에서는, 기기의 신뢰성 확보를 위해 디바이스의 고장이나 기기의 오동작으로 이어지는 스위칭 시의 전압 수치 초과에 대한 대책이 필수적으로 요구되고 있으며, 간이화에 대한 요구도 높아지고 있다.

새롭게 개발한 시리즈는 박형 웨이퍼 기술과 독자적인 구조를 채용해, 트레이드 오프 관계인 도통 손실과 고속 스위칭 특성에서 업계 최고 수준을 동시에 실현했다. 얇은 웨이퍼 기술을 구사해 기존 제품 대비 웨이퍼 두께가 15% 더 얇다. 또한, 셀을 미세화한 로옴의 독자적인 구조를 채용해, 도통 손실VCE(sat)=1.5V, 고속 스위칭 특성 tf=30~40ns를 동시에 달성할 수 있었다. 덕분에 인터리브 PFC 회로에서 사용할 경우, 기존 제품 대비 경부하 시 1.2%, 중부하 시 0.3%의 고효율화를 달성해, 애플리케이션의 저소비전력화에 기여한다.

또한, 디바이스 내부의 최적화를 통해 소프트 스위칭을 실현했다. on/off 전환이 매끄럽고, 동등한 효율의 일반품 대비 전압의 초과 수치를 50% 저감해, 기존에 필요했던 대책 부품을 삭감함과 동시에 대폭적인 설계 부하 저감에 기여한다. 더불어 초과 수치를 억제하기 위해 필요했던 외장 게이트 저항이나 스너버 회로 등이 불필요해 부품의 숫자를 줄일 수 있다.

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정환용 기자  hyjeong@epnc.co.kr

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