דף זה משתמש בחלקו ב-JavaScript. ייתכן שדף זה לא יפעל כרגיל כאשר פונקציות אלו אינן נתמכות על ידי הדפדפן שלך או שההגדרה מושבתת.
Toshiba משלבת IC Driver בעל ביצועים גבוהים לשליטה על מוליכים למחצה כוח מהדור הבא בשבב בודד בפעם הראשונה
ה-IC המעורב האנלוגי-דיגיטלי הראשון בעולם מפחית רעש ב-51%, ותורם למימוש חברה ניטרלית פחמן על ידי הפחתת הגודל והיעילות של מעגלי הנעה מנוע וממירי DC-AC-
29 אוקטובר, 2021
תאגיד Toshiba
סקירה כללית
TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502) הדגימה את הייצור המוצלח הראשון בעולם של מעגלים בעלי ביצועים גבוהים עם אינטגרציה אנלוגית-דיגיטלית על מנהל התקן שבב בודד משולב מעגל (IC) לבקרת מוליכים למחצה של הדור הבא (*1). ה-IC שפותח מזהה את מתח ומצב נוכחי של מוליכים למחצה הספק במהירויות גבוהות במיוחד של 2 מיקרון או פחות, ושליטה עדינה מפחיתה את הרעש שנוצר על ידי מוליכים למחצה הספק עד 51%. חישובים תיאורטיים גם מאשרים שאיבוד הספק בעת הנעת המנוע יכול להיות מופחת ב-25% בהשוואה להפחתת רעש שווה ערך בשיטות קונבנציונליות. במקרה של קצר חשמלי או תקלה אחרת, החשמל סמיקונדקטור ניתן להגן באופן מיידי כדי למנוע נזק לו.
זה טֶכנוֹלוֹגִיָה שממקסם את הביצועים של מוליכים למחצה מהדור הבא. הוא יתרום להגשמת חברה ניטרלית פחמן על ידי סיוע במזעור, יעילות גבוהה ואמינות גבוהה של מעגלי ההנעה המנועים וממירי DC–AC המשמשים בכלי רכב חשמליים, ציוד תעשייתי, רשתות חשמל חכמות וכו'.
רקע הפיתוח
מוליכים למחצה כוח שולטים במתחים ובזרמים. הם משמשים להנעת מנועים ביישומים רבים, ולהמרת מתח DC–AC. כדי לממש חברה ניטרלית פחמן, חיוני לשפר את היעילות ולהקטין את גודלם של מוליכים למחצה וממירי כוח. יתר על כן, הכוח סמיקונדקטור השוק ממשיך להתרחב מדי שנה, והשוק העולמי של מנהלי רכיבי IC לשליטה על מוליכים למחצה הספק גדל מכ-140 מיליארד ין ב-2017 לכ-180 מיליארד ין ב-2021, ומגמה זו צפויה להימשך בעתיד (*2).
נכון לעכשיו, מכשירים כגון טרנזיסטורים דו-קוטביים בשער מבודד (IGBT) (*3) טרנזיסטורי אפקט שדה של מתכת סיליקון-תחמוצת-מוליכים למחצה (Si-MOSFET) (*4) משמשים בדרך כלל עבור מוליכים למחצה כוח. שיפור נוסף ביעילות ידרוש הפחתת אובדן ההספק המתרחש במהלך המרת הספק, כך שפיתוח של מוליכים למחצה כוח מהדור הבא עם מאפייני הפסד נמוך כגון סיליקון קרביד MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) מתקדם. מוליכים למחצה של הדור הבא יפחיתו את אובדן ההספק בהמרת הספק, ישיגו יעילות גבוהה ויקלו על פיזור חום, ובכך יאפשרו הפחתות הן בגודל והן במשקל. עם זאת, כאשר התקנים אלה נשלטים בשיטות מעגלים קונבנציונליות, הפחתת אובדן הספק באים על חשבון רעש מוגבר. יתר על כן, נתיבי פיזור החום מתכווצים, כך שבמקרה בלתי סביר של קצר חשמלי או תקלה אחרת, הטמפרטורה תעלה באופן מיידי, מה שמקל על אלמנטים מוליכים למחצה להישבר.
היה מחקר על טכנולוגיות להפחתת רעש במוליכי הספק מהדור הבא על ידי שיפור שיטות הבקרה, אך הגמישות בהפחתת הרעש הייתה בעייתית מכיוון שהשיטה האופטימלית לעשות זאת שונה בהתאם למתח ולמצב הזרם של אלמנט מוליך למחצה. בנוסף, שיטות קונבנציונליות מחייבות מתכנני מערכות ליישם פונקציות איתור והגנה על תקלות לקצרים וכדומה באמצעות מיקרו מחשב, וההשהייה המובנית עלולה לגרום לנזק לאלמנט.
תכונות הטכנולוגיה
לפיכך, טושיבה טיפלה בבעיה זו על ידי פיתוח ה-IC הראשון בעולם בעל ביצועים גבוהים לשער יחיד עם מעגלים אנלוגיים ודיגיטליים. באופן קונבנציונלי, מימוש פונקציונליות גבוהה כמו זו שמספקת IC זה הצריך תצורות תוך שימוש ברכיבים רבים של מוליכים למחצה בודדים כגון ממירי אותות, זיכרונות, מעגלי פעולה ומעגלי מגברים. עם זאת, הרכבה של מעגלים אנלוגיים ודיגיטליים יחד, מאפשרת שימוש במעגל אנלוגי לזיהוי מתח וזרם באלמנטים של מוליכים למחצה, כמו גם מעגל דיגיטלי לבחירת שיטת בקרה המבוססת על תוצאות הזיהוי, ובכך מימוש שליטה אופטימלית על ידי יחיד שבב ללא חלקים רבים. למוליך למחצה שפותח יש גם זיכרון לאחסון שיטות בקרה, ובמהלך בקרה, מעגל לשיפור הרזולוציה המשלב מעגלים דיגיטליים במהירות נמוכה ומעגלים אנלוגיים במהירות גבוהה, מממש שליטה עדינה מתאימה על ידי שימוש במעגלים אנלוגיים רק עבור אותם חלקים הדורשים שליטה במהירות גבוהה.
טושיבה פיתחה גם טכנולוגיית עיבוד מקדים של צורות גל אנלוגיות המחלצת רק את התכונות הנדרשות לבקרה וזיהוי תקלות מצורות גל המתח והזרם המהיר של מוליכים למחצה הספק, המאפשרת זיהוי תקלות עם אנלוגי-דיגיטלי במהירות נמוכה. מֵמִיר. לכן אין צורך לעבור דרך מיקרו מחשב, מה שמאפשר זיהוי מיידי של קצר חשמלי ותקלות אחרות.
IC זה יכול להתממש גם על ידי טכנולוגיות תהליכיות משלימות של מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה (CMOS) (*6) בעלות נמוכה, התואמות לציוד ייצור קיים. באמצעות IC זה, החברה הצליחה לשלוט על מוליך למחצה SiC-MOSFET של 1.2 קילוואט ולהפחית את מתח הנחשול שלו, הגורם העיקרי לייצור רעש, ב-51% ללא עלייה באובדן הספק. שימוש בשיטות קונבנציונליות להפחתת נחשולים שווה ערך יגדיל את ההפסד בעת הנעת המנוע, אך חישובים תיאורטיים מראים בבירור ששימוש ב-IC זה יכול להפחית את אובדן ההספק ב-25%. ה-IC גם הצליח בזיהוי מצב תקלות במהירויות נמוכות של 2 מיקרו-שניות ללא שימוש במיקרו-מחשב. תכונות אלו צפויות למקסם את הביצועים של מוליכים למחצה של הדור הבא.
איור 2: אפקט הפחתת רעש בעת שליטה על מוליך למחצה SiC-MOSFET והתוצאות של זיהוי תקלות במהירות גבוהה.
התפתחויות עתידיות
קבוצת טושיבה תכוון לשימוש מעשי ב-IC שפותח עד שנת 2025. אלקטרוניקת כוח היא שוק מיקוד עבור קבוצת טושיבה, אשר תמשיך לפתח טכנולוגיות הקשורות ל-IC זה. הקבוצה תקדם את היישום של מוליכים למחצה של הדור הבא במערכות שונות להמרת הספק, ובכך תתרום להפחתת ה-CO2 פליטות באמצעות יעילות גבוהה יותר של מוליכים למחצה כוח, והגשמת חברה ניטרלית פחמן.
*1: טכנולוגיה זו הוצגה ב-2021 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, כנס IEEE בינלאומי שנערך באופן מקוון בין התאריכים 10-14 באוקטובר, 2021.
*2: מקור:
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)
*3: IGBT: דו קוטבי טרנזיסטור עם MOSFET מובנה בבסיס.
*4: Si-MOSFET: סוג של טרנזיסטור מתאים יותר לפעולות בעלות הספק נמוך ובמהירות גבוהה בהשוואה ל-IGBTs.
*5: SiC-MOSFET: מוליך למחצה כוח המשתמש בחומר חדש, SiC.
*6: CMOS: סוג של מעגל מוליכים למחצה המשמש במחשבים אישיים ובמכשירים אלקטרוניים רבים אחרים.
דף זה משתמש בחלקו ב-JavaScript. ייתכן שדף זה לא יפעל כרגיל כאשר פונקציות אלו אינן נתמכות על ידי הדפדפן שלך או שההגדרה מושבתת.
Toshiba משלבת IC Driver בעל ביצועים גבוהים לשליטה על מוליכים למחצה כוח מהדור הבא בשבב בודד בפעם הראשונה
ה-IC המעורב האנלוגי-דיגיטלי הראשון בעולם מפחית רעש ב-51%, ותורם למימוש חברה ניטרלית פחמן על ידי הפחתת הגודל והיעילות של מעגלי הנעה מנוע וממירי DC-AC-
29 אוקטובר, 2021
תאגיד Toshiba
סקירה כללית
TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502) הדגימה את הייצור המוצלח הראשון בעולם של מעגלים בעלי ביצועים גבוהים עם אינטגרציה אנלוגית-דיגיטלית על מעגל משולב של מנהל התקן שבב יחיד (IC) לשליטה על מוליכים למחצה כוח מהדור הבא (*1). ה-IC שפותח מזהה את מצב המתח והזרם של מוליכים למחצה הספק במהירויות גבוהות במיוחד של 2 מיקרון או פחות, ובקרה עדינה מפחיתה את הרעש שנוצר על ידי מוליכים למחצה הספק עד 51%. חישובים תיאורטיים גם מאשרים שאיבוד הספק בעת הנעת המנוע יכול להיות מופחת ב-25% בהשוואה להפחתת רעש שווה ערך בשיטות קונבנציונליות. במקרה של קצר חשמלי או תקלה אחרת, ניתן להגן באופן מיידי על מוליך הכוח למחצה כדי למנוע נזק לו.
זוהי טכנולוגיה שממקסמת את הביצועים של מוליכים למחצה מהדור הבא. זה יתרום להגשמת חברה ניטרלית פחמן על ידי סיוע במזעור, יעילות גבוהה ואמינות גבוהה של מעגלי ההנעה המנועים וממירי DC–AC המשמשים בכלי רכב חשמליים, ציוד תעשייתי, רשתות חשמל חכמות וכו'.
רקע הפיתוח
מוליכים למחצה כוח שולטים במתחים ובזרמים. הם משמשים להנעת מנועים ביישומים רבים, ולהמרת מתח DC–AC. כדי לממש חברה ניטרלית פחמן, חיוני לשפר את היעילות ולהקטין את גודלם של מוליכים למחצה וממירי כוח. יתרה מזאת, שוק מוליכים למחצה הכוח ממשיך להתרחב מדי שנה, והשוק העולמי למנהלי רכיבי IC לשליטה על מוליכים למחצה כוח צמח מכ-140 מיליארד ין ב-2017 לכ-180 מיליארד ין ב-2021, ומגמה זו צפויה להימשך בעתיד. (*2).
נכון לעכשיו, מכשירים כגון טרנזיסטורים דו-קוטביים של שער מבודדים (IGBT) (*3) וטרנזיסטורי אפקט שדה של מתכת סיליקון-אוקסיד-מוליכים למחצה (Si-MOSFET) (*4) משמשים בדרך כלל עבור מוליכים למחצה. שיפור נוסף ביעילות ידרוש הפחתת אובדן ההספק המתרחש במהלך המרת הספק, ולכן הפיתוח של מוליכים למחצה כוח מהדור הבא עם מאפייני הפסדים נמוכים כגון סיליקון קרביד MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) מתקדם. מוליכים למחצה של הדור הבא יפחיתו את אובדן ההספק בהמרת הספק, ישיגו יעילות גבוהה ויקלו על פיזור חום, ובכך יאפשרו הפחתה בגודל ובמשקל כאחד. עם זאת, כאשר התקנים אלה נשלטים באמצעות שיטות מעגלים קונבנציונליות, הפחתת אובדן הספק באים על חשבון רעש מוגבר. יתר על כן, נתיבי פיזור החום מתכווצים, כך שבמקרה בלתי סביר של קצר חשמלי או תקלה אחרת, הטמפרטורה תעלה באופן מיידי, מה שמקל על אלמנטים מוליכים למחצה להישבר.
היה מחקר על טכנולוגיות להפחתת רעש במוליכי הספק מהדור הבא על ידי שיפור שיטות הבקרה, אך הגמישות בהפחתת הרעש הייתה בעייתית מכיוון שהשיטה האופטימלית לעשות זאת שונה בהתאם למתח ולמצב הזרם של אלמנט מוליך למחצה. בנוסף, שיטות קונבנציונליות מחייבות מתכנני מערכות ליישם פונקציות איתור והגנה על תקלות לקצרים וכדומה באמצעות מיקרו מחשב, וההשהייה המובנית עלולה לגרום לנזק לאלמנט.
תכונות הטכנולוגיה
לפיכך, טושיבה טיפלה בבעיה זו על ידי פיתוח ה-IC הראשון בעולם בעל ביצועים גבוהים לשער יחיד עם מעגלים אנלוגיים ודיגיטליים. באופן קונבנציונלי, מימוש פונקציונליות גבוהה כמו זו שמספקת IC זה הצריך תצורות תוך שימוש ברכיבים רבים של מוליכים למחצה בודדים כגון ממירי אותות, זיכרונות, מעגלי פעולה ומעגלי מגברים. עם זאת, הרכבה של מעגלים אנלוגיים ודיגיטליים יחד, מאפשרת שימוש במעגל אנלוגי לזיהוי מתח וזרם באלמנטים של מוליכים למחצה, כמו גם מעגל דיגיטלי לבחירת שיטת בקרה המבוססת על תוצאות הזיהוי, ובכך מימוש שליטה אופטימלית על ידי יחיד שבב ללא חלקים רבים. למוליך למחצה שפותח יש גם זיכרון לאחסון שיטות בקרה, ובמהלך בקרה, מעגל לשיפור הרזולוציה המשלב מעגלים דיגיטליים במהירות נמוכה ומעגלים אנלוגיים במהירות גבוהה, מממש שליטה עדינה מתאימה על ידי שימוש במעגלים אנלוגיים רק עבור אותם חלקים הדורשים שליטה במהירות גבוהה.
טושיבה פיתחה גם טכנולוגיית עיבוד מקדים של צורות גל אנלוגיות השואבת רק את התכונות הנדרשות לבקרה וזיהוי תקלות מצורות גל המתח והזרם המהיר של מוליכים למחצה הספק, המאפשרת זיהוי תקלות עם ממיר אנלוגי-דיגיטלי במהירות נמוכה. לכן אין צורך לעבור דרך מיקרו מחשב, מה שמאפשר זיהוי מיידי של קצר חשמלי ותקלות אחרות.
IC זה יכול להתממש גם על ידי טכנולוגיות תהליכיות משלימות של מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה (CMOS) (*6) בעלות נמוכה, התואמות לציוד ייצור קיים. באמצעות IC זה, החברה הצליחה לשלוט על מוליך למחצה SiC-MOSFET של 1.2 קילוואט ולהפחית את מתח הנחשול שלו, הגורם העיקרי לייצור רעש, ב-51% ללא עלייה באובדן הספק. שימוש בשיטות קונבנציונליות להפחתת נחשולים שווה ערך יגדיל את ההפסד בעת הנעת המנוע, אך חישובים תיאורטיים מראים בבירור ששימוש ב-IC זה יכול להפחית את אובדן ההספק ב-25%. ה-IC גם הצליח בזיהוי מצב תקלות במהירויות נמוכות של 2 מיקרו-שניות ללא שימוש במיקרו-מחשב. תכונות אלו צפויות למקסם את הביצועים של מוליכים למחצה של הדור הבא.
איור 2: אפקט הפחתת רעש בעת שליטה על מוליך למחצה SiC-MOSFET והתוצאות של זיהוי תקלות במהירות גבוהה.
התפתחויות עתידיות
קבוצת טושיבה תכוון לשימוש מעשי ב-IC שפותח עד שנת 2025. אלקטרוניקת כוח היא שוק מיקוד עבור קבוצת טושיבה, אשר תמשיך לפתח טכנולוגיות הקשורות ל-IC זה. הקבוצה תקדם את היישום של מוליכים למחצה של הדור הבא במערכות שונות להמרת הספק, ובכך תתרום להפחתת ה-CO2 פליטות באמצעות יעילות גבוהה יותר של מוליכים למחצה כוח, והגשמת חברה ניטרלית פחמן.
*1: טכנולוגיה זו הוצגה ב-2021 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, כנס IEEE בינלאומי שנערך באופן מקוון בין התאריכים 10-14 באוקטובר, 2021.
*2: מקור:
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)
*3: IGBT: טרנזיסטור דו-קוטבי עם MOSFET מובנה בבסיס.
*4: Si-MOSFET: סוג של טרנזיסטור המתאים יותר לפעולות בהספק נמוך ובמהירות גבוהה בהשוואה ל-IGBTs.
*5: SiC-MOSFET: מוליך למחצה כוח המשתמש בחומר חדש, SiC.
*6: CMOS: סוג של מעגל מוליכים למחצה המשמש במחשבים אישיים ובמכשירים אלקטרוניים רבים אחרים.
סקירה כללית
TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502) הדגימה את הייצור המוצלח הראשון בעולם של מעגלים בעלי ביצועים גבוהים עם אינטגרציה אנלוגית-דיגיטלית על מעגל משולב של מנהל התקן שבב יחיד (IC) לשליטה על מוליכים למחצה כוח מהדור הבא (*1). ה-IC שפותח מזהה את מצב המתח והזרם של מוליכים למחצה הספק במהירויות גבוהות במיוחד של 2 מיקרון או פחות, ובקרה עדינה מפחיתה את הרעש שנוצר על ידי מוליכים למחצה הספק עד 51%. חישובים תיאורטיים גם מאשרים שאיבוד הספק בעת הנעת המנוע יכול להיות מופחת ב-25% בהשוואה להפחתת רעש שווה ערך בשיטות קונבנציונליות. במקרה של קצר חשמלי או תקלה אחרת, ניתן להגן באופן מיידי על מוליך הכוח למחצה כדי למנוע נזק לו.
זוהי טכנולוגיה שממקסמת את הביצועים של מוליכים למחצה מהדור הבא. זה יתרום להגשמת חברה ניטרלית פחמן על ידי סיוע במזעור, יעילות גבוהה ואמינות גבוהה של מעגלי ההנעה המנועים וממירי DC–AC המשמשים בכלי רכב חשמליים, ציוד תעשייתי, רשתות חשמל חכמות וכו'.
רקע הפיתוח
מוליכים למחצה כוח שולטים במתחים ובזרמים. הם משמשים להנעת מנועים ביישומים רבים, ולהמרת מתח DC–AC. כדי לממש חברה ניטרלית פחמן, חיוני לשפר את היעילות ולהקטין את גודלם של מוליכים למחצה וממירי כוח. יתרה מזאת, שוק מוליכים למחצה הכוח ממשיך להתרחב מדי שנה, והשוק העולמי למנהלי רכיבי IC לשליטה על מוליכים למחצה כוח צמח מכ-140 מיליארד ין ב-2017 לכ-180 מיליארד ין ב-2021, ומגמה זו צפויה להימשך בעתיד. (*2).
נכון לעכשיו, מכשירים כגון טרנזיסטורים דו-קוטביים של שער מבודדים (IGBT) (*3) וטרנזיסטורי אפקט שדה של מתכת סיליקון-אוקסיד-מוליכים למחצה (Si-MOSFET) (*4) משמשים בדרך כלל עבור מוליכים למחצה. שיפור נוסף ביעילות ידרוש הפחתת אובדן ההספק המתרחש במהלך המרת הספק, ולכן הפיתוח של מוליכים למחצה כוח מהדור הבא עם מאפייני הפסדים נמוכים כגון סיליקון קרביד MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) מתקדם. מוליכים למחצה של הדור הבא יפחיתו את אובדן ההספק בהמרת הספק, ישיגו יעילות גבוהה ויקלו על פיזור חום, ובכך יאפשרו הפחתה בגודל ובמשקל כאחד. עם זאת, כאשר התקנים אלה נשלטים באמצעות שיטות מעגלים קונבנציונליות, הפחתת אובדן הספק באים על חשבון רעש מוגבר. יתר על כן, נתיבי פיזור החום מתכווצים, כך שבמקרה בלתי סביר של קצר חשמלי או תקלה אחרת, הטמפרטורה תעלה באופן מיידי, מה שמקל על אלמנטים מוליכים למחצה להישבר.
היה מחקר על טכנולוגיות להפחתת רעש במוליכי הספק מהדור הבא על ידי שיפור שיטות הבקרה, אך הגמישות בהפחתת הרעש הייתה בעייתית מכיוון שהשיטה האופטימלית לעשות זאת שונה בהתאם למתח ולמצב הזרם של אלמנט מוליך למחצה. בנוסף, שיטות קונבנציונליות מחייבות מתכנני מערכות ליישם פונקציות איתור והגנה על תקלות לקצרים וכדומה באמצעות מיקרו מחשב, וההשהייה המובנית עלולה לגרום לנזק לאלמנט.
תכונות הטכנולוגיה
לפיכך, טושיבה טיפלה בבעיה זו על ידי פיתוח ה-IC הראשון בעולם בעל ביצועים גבוהים לשער יחיד עם מעגלים אנלוגיים ודיגיטליים. באופן קונבנציונלי, מימוש פונקציונליות גבוהה כמו זו שמספקת IC זה הצריך תצורות תוך שימוש ברכיבים רבים של מוליכים למחצה בודדים כגון ממירי אותות, זיכרונות, מעגלי פעולה ומעגלי מגברים. עם זאת, הרכבה של מעגלים אנלוגיים ודיגיטליים יחד, מאפשרת שימוש במעגל אנלוגי לזיהוי מתח וזרם באלמנטים של מוליכים למחצה, כמו גם מעגל דיגיטלי לבחירת שיטת בקרה המבוססת על תוצאות הזיהוי, ובכך מימוש שליטה אופטימלית על ידי יחיד שבב ללא חלקים רבים. למוליך למחצה שפותח יש גם זיכרון לאחסון שיטות בקרה, ובמהלך בקרה, מעגל לשיפור הרזולוציה המשלב מעגלים דיגיטליים במהירות נמוכה ומעגלים אנלוגיים במהירות גבוהה, מממש שליטה עדינה מתאימה על ידי שימוש במעגלים אנלוגיים רק עבור אותם חלקים הדורשים שליטה במהירות גבוהה.
טושיבה פיתחה גם טכנולוגיית עיבוד מקדים של צורות גל אנלוגיות השואבת רק את התכונות הנדרשות לבקרה וזיהוי תקלות מצורות גל המתח והזרם המהיר של מוליכים למחצה הספק, המאפשרת זיהוי תקלות עם ממיר אנלוגי-דיגיטלי במהירות נמוכה. לכן אין צורך לעבור דרך מיקרו מחשב, מה שמאפשר זיהוי מיידי של קצר חשמלי ותקלות אחרות.
IC זה יכול להתממש גם על ידי טכנולוגיות תהליכיות משלימות של מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה (CMOS) (*6) בעלות נמוכה, התואמות לציוד ייצור קיים. באמצעות IC זה, החברה הצליחה לשלוט על מוליך למחצה SiC-MOSFET של 1.2 קילוואט ולהפחית את מתח הנחשול שלו, הגורם העיקרי לייצור רעש, ב-51% ללא עלייה באובדן הספק. שימוש בשיטות קונבנציונליות להפחתת נחשולים שווה ערך יגדיל את ההפסד בעת הנעת המנוע, אך חישובים תיאורטיים מראים בבירור ששימוש ב-IC זה יכול להפחית את אובדן ההספק ב-25%. ה-IC גם הצליח בזיהוי מצב תקלות במהירויות נמוכות של 2 מיקרו-שניות ללא שימוש במיקרו-מחשב. תכונות אלו צפויות למקסם את הביצועים של מוליכים למחצה של הדור הבא.
איור 2: אפקט הפחתת רעש בעת שליטה על מוליך למחצה SiC-MOSFET והתוצאות של זיהוי תקלות במהירות גבוהה.
התפתחויות עתידיות
קבוצת טושיבה תכוון לשימוש מעשי ב-IC שפותח עד שנת 2025. אלקטרוניקת כוח היא שוק מיקוד עבור קבוצת טושיבה, אשר תמשיך לפתח טכנולוגיות הקשורות ל-IC זה. הקבוצה תקדם את היישום של מוליכים למחצה של הדור הבא במערכות שונות להמרת הספק, ובכך תתרום להפחתת ה-CO2 פליטות באמצעות יעילות גבוהה יותר של מוליכים למחצה כוח, והגשמת חברה ניטרלית פחמן.
*1: טכנולוגיה זו הוצגה ב-2021 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, כנס IEEE בינלאומי שנערך באופן מקוון בין התאריכים 10-14 באוקטובר, 2021.
*2: מקור:
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)
*3: IGBT: טרנזיסטור דו-קוטבי עם MOSFET מובנה בבסיס.
*4: Si-MOSFET: סוג של טרנזיסטור המתאים יותר לפעולות בהספק נמוך ובמהירות גבוהה בהשוואה ל-IGBTs.
*5: SiC-MOSFET: מוליך למחצה כוח המשתמש בחומר חדש, SiC.
*6: CMOS: סוג של מעגל מוליכים למחצה המשמש במחשבים אישיים ובמכשירים אלקטרוניים רבים אחרים.