Toshiba Mengintegrasikan IC Pemacu Berprestasi Tinggi untuk Mengawal Semikonduktor Kuasa Generasi Seterusnya ke dalam Cip Tunggal untuk Kali Pertama

Kemas kini: 16 November 2021
Japanese
Peta laman
Global
Hubungi Kami
Japanese
Peta laman
Global
Hubungi Kami

Halaman ini sebahagiannya menggunakan JavaScript. Halaman ini mungkin tidak beroperasi secara normal apabila fungsi ini tidak disokong oleh penyemak imbas anda atau tetapan dilumpuhkan.​

Toshiba Mengintegrasikan IC Pemacu Berprestasi Tinggi untuk Mengawal Semikonduktor Kuasa Generasi Seterusnya ke dalam Cip Tunggal untuk Kali Pertama

-IC bercampur analog–digital pertama di dunia mengurangkan hingar sebanyak 51%, menyumbang kepada merealisasikan masyarakat neutral karbon dengan mengurangkan saiz dan kecekapan litar pemacu motor dan penukar DC–AC-

29 Oktober, 2021
Toshiba Corporation

Gambaran Keseluruhan

TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502) telah menunjukkan kejayaan fabrikasi litar berprestasi tinggi yang pertama di dunia dengan penyepaduan analog-digital pada pemacu cip tunggal bersepadu litar (IC) untuk mengawal semikonduktor kuasa generasi akan datang (*1). IC yang dibangunkan mengesan voltan dan status semasa semikonduktor kuasa pada kelajuan ultra tinggi 2 µs atau kurang, dan kawalan halus mengurangkan hingar yang dijana oleh semikonduktor kuasa sehingga 51%. Pengiraan teori juga mengesahkan bahawa kehilangan kuasa semasa memandu motor boleh dikurangkan sebanyak 25% berbanding dengan pengurangan hingar yang setara dengan kaedah konvensional. Sekiranya berlaku litar pintas atau kerosakan lain, kuasa Semikonduktor boleh segera dilindungi untuk mengelakkan kerosakan padanya.

Ini adalah satu teknologi yang memaksimumkan prestasi semikonduktor kuasa generasi akan datang. Ia akan menyumbang kepada merealisasikan masyarakat neutral karbon dengan membantu dalam pengecilan, kecekapan tinggi dan kebolehpercayaan tinggi litar pemacu motor dan penukar DC–AC yang digunakan dalam kenderaan elektrik, peralatan industri, grid kuasa pintar dan sebagainya.

Latar belakang pembangunan

Semikonduktor kuasa mengawal voltan dan arus. Ia digunakan untuk memacu motor dalam banyak aplikasi, dan untuk penukaran kuasa DC–AC. Untuk merealisasikan masyarakat neutral karbon, adalah penting untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan saiz semikonduktor kuasa dan penukar kuasa. Tambahan pula, kuasa semikonduktor pasaran terus berkembang setiap tahun, dan pasaran global untuk IC pemacu untuk mengawal semikonduktor kuasa telah berkembang daripada kira-kira 140 bilion yen pada 2017 kepada kira-kira 180 bilion yen pada 2021, dan trend ini dijangka berterusan pada masa hadapan (*2).

Pada masa ini, peranti seperti transistor bipolar get terlindung (IGBT) (*3) dan transistor kesan medan logam–oksida–semikonduktor silikon (Si-mosfet) (*4) biasanya digunakan untuk semikonduktor kuasa. Meningkatkan kecekapan selanjutnya akan memerlukan pengurangan kehilangan kuasa yang berlaku semasa penukaran kuasa, jadi pembangunan semikonduktor kuasa generasi akan datang dengan ciri kehilangan rendah seperti silikon karbida MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) sedang berkembang. Semikonduktor kuasa generasi akan datang akan mengurangkan kehilangan kuasa dalam penukaran kuasa, mencapai kecekapan tinggi, dan memudahkan pelesapan haba, sekali gus membolehkan pengurangan dalam kedua-dua saiz dan berat. Walau bagaimanapun, apabila peranti ini dikawal menggunakan kaedah litar konvensional, pengurangan kehilangan kuasa datang dengan mengorbankan peningkatan hingar. Tambahan pula, laluan pelesapan haba mengecut, jadi sekiranya berlaku litar pintas atau kerosakan lain, suhu akan meningkat serta-merta, menjadikannya lebih mudah untuk elemen semikonduktor pecah.

Terdapat penyelidikan mengenai teknologi untuk mengurangkan hingar dalam semikonduktor kuasa generasi akan datang dengan menambah baik kaedah kawalan, tetapi fleksibiliti dalam mengurangkan hingar telah menjadi masalah kerana kaedah optimum untuk berbuat demikian berbeza mengikut keadaan voltan dan semasa unsur semikonduktor kuasa. Selain itu, kaedah konvensional memerlukan pereka bentuk sistem untuk melaksanakan fungsi pengesanan dan perlindungan kesalahan untuk litar pintas dan seumpamanya melalui mikrokomputer, dan kelewatan yang wujud boleh mengakibatkan kerosakan pada elemen.

Ciri-ciri teknologi

Oleh itu, Toshiba telah menangani masalah ini dengan membangunkan IC pemacu pintu cip tunggal berprestasi tinggi pertama di dunia dengan litar analog dan digital bercampur. Secara konvensional, merealisasikan fungsi tinggi seperti yang disediakan oleh IC ini memerlukan konfigurasi menggunakan banyak komponen semikonduktor individu seperti penukar isyarat, ingatan, litar operasi dan litar penguat. Walau bagaimanapun, pemasangan litar analog dan digital bersama, membolehkan penggunaan litar analog untuk mengesan voltan dan arus dalam elemen semikonduktor kuasa serta litar digital untuk memilih kaedah kawalan berdasarkan hasil pengesanan, dengan itu merealisasikan kawalan optimum oleh satu cip tanpa banyak bahagian. Semikonduktor yang dibangunkan juga mempunyai memori untuk menyimpan kaedah kawalan, dan semasa kawalan, litar penambahbaikan resolusi yang menggabungkan litar analog digital dan kelajuan tinggi berkelajuan rendah merealisasikan kawalan halus yang sewajarnya dengan menggunakan litar analog hanya untuk bahagian yang memerlukan kawalan kelajuan tinggi.

Toshiba juga telah membangunkan teknologi prapemprosesan bentuk gelombang analog yang mengekstrak hanya ciri yang diperlukan untuk kawalan dan pengesanan kerosakan daripada voltan berkelajuan tinggi dan bentuk gelombang semasa semikonduktor kuasa, membenarkan pengesanan kerosakan dengan analog-ke-digital berkelajuan rendah. Penukar. Oleh itu, tidak perlu melalui mikrokomputer, membolehkan pengesanan segera litar pintas dan kerosakan lain.

IC ini juga boleh direalisasikan oleh teknologi proses logam–oksida–semikonduktor (CMOS) (*6) pelengkap kos rendah yang serasi dengan peralatan fabrikasi sedia ada. Menggunakan IC ini, syarikat itu berjaya mengawal semikonduktor kuasa SiC-MOSFET 1.2-kV dan mengurangkan voltan lonjakannya, punca utama penjanaan hingar, sebanyak 51% tanpa peningkatan kehilangan kuasa. Menggunakan kaedah konvensional untuk pengurangan lonjakan yang setara akan meningkatkan kerugian apabila memandu motor, tetapi pengiraan teori dengan jelas menunjukkan bahawa menggunakan IC ini boleh mengurangkan kehilangan kuasa sebanyak 25%. IC juga berjaya dalam pengesanan keadaan kerosakan pada kelajuan serendah 2 µs tanpa menggunakan mikrokomputer. Ciri-ciri ini dijangka memaksimumkan prestasi semikonduktor kuasa generasi akan datang.

Rajah 1: Gambaran keseluruhan, kesan dan teknologi utama dalam IC kawalan cip tunggal yang dibangunkan.

Rajah 2: Kesan pengurangan hingar apabila mengawal semikonduktor kuasa SiC-MOSFET dan hasil pengesanan kerosakan berkelajuan tinggi.

Perkembangan masa depan

Kumpulan Toshiba akan menyasarkan penggunaan praktikal IC yang dibangunkan menjelang 2025. Elektronik kuasa ialah pasaran tumpuan bagi Kumpulan Toshiba, yang akan terus membangunkan teknologi yang berkaitan dengan IC ini. Kumpulan itu akan mempromosikan penggunaan semikonduktor kuasa generasi akan datang kepada pelbagai sistem penukaran kuasa, sekali gus menyumbang kepada pengurangan CO2 pelepasan melalui kecekapan semikonduktor kuasa yang lebih tinggi, dan merealisasikan masyarakat neutral karbon.


*1: Teknologi ini dipersembahkan pada Kongres dan Ekspo Penukaran Tenaga IEEE 2021, persidangan IEEE antarabangsa yang diadakan dalam talian dari 10–14 Oktober 2021.

*2: Sumber: 
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)

*3: IGBT: Bipolar Transistor dengan MOSFET dibina ke dalam pangkalan.

*4: Si-MOSFET: Sejenis Transistor lebih sesuai untuk operasi berkuasa rendah, berkelajuan tinggi berbanding dengan IGBT.

*5: SiC-MOSFET: Semikonduktor kuasa menggunakan bahan baharu, SiC.

*6: CMOS: Sejenis litar semikonduktor yang digunakan dalam komputer peribadi dan banyak peranti elektronik lain.

  • Japanese
  • Global
  • Hubungi Kami
  • Japanese
  • Global
Halaman Atas
Halaman Atas
Polisi Laman Web
Terma dan Syarat
Hubungi Kami
Hak Cipta © 1995-2021 TOSHIBA CORPORATION, Hak Cipta Terpelihara.
Japanese
Peta laman
Global
Hubungi Kami
Japanese
Peta laman
Global
Hubungi Kami

Halaman ini sebahagiannya menggunakan JavaScript. Halaman ini mungkin tidak beroperasi secara normal apabila fungsi ini tidak disokong oleh penyemak imbas anda atau tetapan dilumpuhkan.​

Toshiba Mengintegrasikan IC Pemacu Berprestasi Tinggi untuk Mengawal Semikonduktor Kuasa Generasi Seterusnya ke dalam Cip Tunggal untuk Kali Pertama

-IC bercampur analog–digital pertama di dunia mengurangkan hingar sebanyak 51%, menyumbang kepada merealisasikan masyarakat neutral karbon dengan mengurangkan saiz dan kecekapan litar pemacu motor dan penukar DC–AC-

29 Oktober, 2021
Toshiba Corporation

Gambaran Keseluruhan

TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502) telah menunjukkan kejayaan fabrikasi litar berprestasi tinggi yang pertama di dunia dengan penyepaduan analog-digital pada litar bersepadu pemacu cip tunggal (IC) untuk mengawal semikonduktor kuasa generasi akan datang (*1). IC yang dibangunkan mengesan status voltan dan semasa semikonduktor kuasa pada kelajuan ultra tinggi 2 µs atau kurang, dan kawalan halus mengurangkan hingar yang dijana oleh semikonduktor kuasa sehingga 51%. Pengiraan teori juga mengesahkan bahawa kehilangan kuasa semasa memandu motor boleh dikurangkan sebanyak 25% berbanding dengan pengurangan hingar yang setara dengan kaedah konvensional. Sekiranya berlaku litar pintas atau kerosakan lain, semikonduktor kuasa boleh segera dilindungi untuk mengelakkan kerosakan padanya.

Ini adalah teknologi yang memaksimumkan prestasi semikonduktor kuasa generasi akan datang. Ia akan menyumbang kepada merealisasikan masyarakat neutral karbon dengan membantu dalam pengecilan, kecekapan tinggi dan kebolehpercayaan tinggi litar pemacu motor dan penukar DC–AC yang digunakan dalam kenderaan elektrik, peralatan industri, grid kuasa pintar dan sebagainya.

Latar belakang pembangunan

Semikonduktor kuasa mengawal voltan dan arus. Ia digunakan untuk memacu motor dalam banyak aplikasi, dan untuk penukaran kuasa DC–AC. Untuk merealisasikan masyarakat neutral karbon, adalah penting untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan saiz semikonduktor kuasa dan penukar kuasa. Tambahan pula, pasaran semikonduktor kuasa terus berkembang setiap tahun, dan pasaran global untuk IC pemacu untuk mengawal semikonduktor kuasa telah berkembang daripada kira-kira 140 bilion yen pada 2017 kepada kira-kira 180 bilion yen pada 2021, dan trend ini dijangka berterusan pada masa hadapan. (*2).

Pada masa ini, peranti seperti transistor bipolar get terlindung (IGBT) (*3) dan transistor kesan medan logam–oksida–semikonduktor silikon (Si-MOSFET) (*4) biasanya digunakan untuk semikonduktor kuasa. Meningkatkan kecekapan selanjutnya akan memerlukan pengurangan kehilangan kuasa yang berlaku semasa penukaran kuasa, jadi pembangunan semikonduktor kuasa generasi akan datang dengan ciri kehilangan rendah seperti silikon karbida MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) sedang berkembang. Semikonduktor kuasa generasi akan datang akan mengurangkan kehilangan kuasa dalam penukaran kuasa, mencapai kecekapan tinggi, dan memudahkan pelesapan haba, sekali gus membolehkan pengurangan dalam kedua-dua saiz dan berat. Walau bagaimanapun, apabila peranti ini dikawal menggunakan kaedah litar konvensional, pengurangan kehilangan kuasa datang dengan mengorbankan peningkatan hingar. Tambahan pula, laluan pelesapan haba mengecut, jadi sekiranya berlaku litar pintas atau kerosakan lain, suhu akan meningkat serta-merta, menjadikannya lebih mudah untuk elemen semikonduktor pecah.

Terdapat penyelidikan mengenai teknologi untuk mengurangkan hingar dalam semikonduktor kuasa generasi akan datang dengan menambah baik kaedah kawalan, tetapi fleksibiliti dalam mengurangkan hingar telah menjadi masalah kerana kaedah optimum untuk berbuat demikian berbeza mengikut keadaan voltan dan semasa unsur semikonduktor kuasa. Selain itu, kaedah konvensional memerlukan pereka bentuk sistem untuk melaksanakan fungsi pengesanan dan perlindungan kesalahan untuk litar pintas dan seumpamanya melalui mikrokomputer, dan kelewatan yang wujud boleh mengakibatkan kerosakan pada elemen.

Ciri-ciri teknologi

Oleh itu, Toshiba telah menangani masalah ini dengan membangunkan IC pemacu pintu cip tunggal berprestasi tinggi pertama di dunia dengan litar analog dan digital bercampur. Secara konvensional, merealisasikan fungsi tinggi seperti yang disediakan oleh IC ini memerlukan konfigurasi menggunakan banyak komponen semikonduktor individu seperti penukar isyarat, ingatan, litar operasi dan litar penguat. Walau bagaimanapun, pemasangan litar analog dan digital bersama, membolehkan penggunaan litar analog untuk mengesan voltan dan arus dalam elemen semikonduktor kuasa serta litar digital untuk memilih kaedah kawalan berdasarkan hasil pengesanan, dengan itu merealisasikan kawalan optimum oleh satu cip tanpa banyak bahagian. Semikonduktor yang dibangunkan juga mempunyai memori untuk menyimpan kaedah kawalan, dan semasa kawalan, litar penambahbaikan resolusi yang menggabungkan litar analog digital dan kelajuan tinggi berkelajuan rendah merealisasikan kawalan halus yang sewajarnya dengan menggunakan litar analog hanya untuk bahagian yang memerlukan kawalan kelajuan tinggi.

Toshiba juga telah membangunkan teknologi prapemprosesan bentuk gelombang analog yang mengekstrak hanya ciri-ciri yang diperlukan untuk kawalan dan pengesanan ralat daripada voltan berkelajuan tinggi dan bentuk gelombang semasa semikonduktor kuasa, membolehkan pengesanan ralat dengan penukar analog-ke-digital berkelajuan rendah. Oleh itu, tidak perlu melalui mikrokomputer, membolehkan pengesanan segera litar pintas dan kerosakan lain.

IC ini juga boleh direalisasikan oleh teknologi proses logam–oksida–semikonduktor (CMOS) (*6) pelengkap kos rendah yang serasi dengan peralatan fabrikasi sedia ada. Menggunakan IC ini, syarikat itu berjaya mengawal semikonduktor kuasa SiC-MOSFET 1.2-kV dan mengurangkan voltan lonjakannya, punca utama penjanaan hingar, sebanyak 51% tanpa peningkatan kehilangan kuasa. Menggunakan kaedah konvensional untuk pengurangan lonjakan yang setara akan meningkatkan kerugian apabila memandu motor, tetapi pengiraan teori dengan jelas menunjukkan bahawa menggunakan IC ini boleh mengurangkan kehilangan kuasa sebanyak 25%. IC juga berjaya dalam pengesanan keadaan kerosakan pada kelajuan serendah 2 µs tanpa menggunakan mikrokomputer. Ciri-ciri ini dijangka memaksimumkan prestasi semikonduktor kuasa generasi akan datang.

Rajah 1: Gambaran keseluruhan, kesan dan teknologi utama dalam IC kawalan cip tunggal yang dibangunkan.

Rajah 2: Kesan pengurangan hingar apabila mengawal semikonduktor kuasa SiC-MOSFET dan hasil pengesanan kerosakan berkelajuan tinggi.

Perkembangan masa depan

Kumpulan Toshiba akan menyasarkan penggunaan praktikal IC yang dibangunkan menjelang 2025. Elektronik kuasa ialah pasaran tumpuan bagi Kumpulan Toshiba, yang akan terus membangunkan teknologi yang berkaitan dengan IC ini. Kumpulan itu akan mempromosikan penggunaan semikonduktor kuasa generasi akan datang kepada pelbagai sistem penukaran kuasa, sekali gus menyumbang kepada pengurangan CO2 pelepasan melalui kecekapan semikonduktor kuasa yang lebih tinggi, dan merealisasikan masyarakat neutral karbon.


*1: Teknologi ini dipersembahkan pada Kongres dan Ekspo Penukaran Tenaga IEEE 2021, persidangan IEEE antarabangsa yang diadakan dalam talian dari 10–14 Oktober 2021.

*2: Sumber: 
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)

*3: IGBT: Transistor bipolar dengan MOSFET dibina ke dalam pangkalan.

*4: Si-MOSFET: Sejenis transistor yang lebih sesuai untuk operasi berkuasa rendah dan berkelajuan tinggi berbanding dengan IGBT.

*5: SiC-MOSFET: Semikonduktor kuasa menggunakan bahan baharu, SiC.

*6: CMOS: Sejenis litar semikonduktor yang digunakan dalam komputer peribadi dan banyak peranti elektronik lain.

Gambaran Keseluruhan

TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502) telah menunjukkan kejayaan fabrikasi litar berprestasi tinggi yang pertama di dunia dengan penyepaduan analog-digital pada litar bersepadu pemacu cip tunggal (IC) untuk mengawal semikonduktor kuasa generasi akan datang (*1). IC yang dibangunkan mengesan status voltan dan semasa semikonduktor kuasa pada kelajuan ultra tinggi 2 µs atau kurang, dan kawalan halus mengurangkan hingar yang dijana oleh semikonduktor kuasa sehingga 51%. Pengiraan teori juga mengesahkan bahawa kehilangan kuasa semasa memandu motor boleh dikurangkan sebanyak 25% berbanding dengan pengurangan hingar yang setara dengan kaedah konvensional. Sekiranya berlaku litar pintas atau kerosakan lain, semikonduktor kuasa boleh segera dilindungi untuk mengelakkan kerosakan padanya.

Ini adalah teknologi yang memaksimumkan prestasi semikonduktor kuasa generasi akan datang. Ia akan menyumbang kepada merealisasikan masyarakat neutral karbon dengan membantu dalam pengecilan, kecekapan tinggi dan kebolehpercayaan tinggi litar pemacu motor dan penukar DC–AC yang digunakan dalam kenderaan elektrik, peralatan industri, grid kuasa pintar dan sebagainya.

Latar belakang pembangunan

Semikonduktor kuasa mengawal voltan dan arus. Ia digunakan untuk memacu motor dalam banyak aplikasi, dan untuk penukaran kuasa DC–AC. Untuk merealisasikan masyarakat neutral karbon, adalah penting untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan saiz semikonduktor kuasa dan penukar kuasa. Tambahan pula, pasaran semikonduktor kuasa terus berkembang setiap tahun, dan pasaran global untuk IC pemacu untuk mengawal semikonduktor kuasa telah berkembang daripada kira-kira 140 bilion yen pada 2017 kepada kira-kira 180 bilion yen pada 2021, dan trend ini dijangka berterusan pada masa hadapan. (*2).

Pada masa ini, peranti seperti transistor bipolar get terlindung (IGBT) (*3) dan transistor kesan medan logam–oksida–semikonduktor silikon (Si-MOSFET) (*4) biasanya digunakan untuk semikonduktor kuasa. Meningkatkan kecekapan selanjutnya akan memerlukan pengurangan kehilangan kuasa yang berlaku semasa penukaran kuasa, jadi pembangunan semikonduktor kuasa generasi akan datang dengan ciri kehilangan rendah seperti silikon karbida MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) sedang berkembang. Semikonduktor kuasa generasi akan datang akan mengurangkan kehilangan kuasa dalam penukaran kuasa, mencapai kecekapan tinggi, dan memudahkan pelesapan haba, sekali gus membolehkan pengurangan dalam kedua-dua saiz dan berat. Walau bagaimanapun, apabila peranti ini dikawal menggunakan kaedah litar konvensional, pengurangan kehilangan kuasa datang dengan mengorbankan peningkatan hingar. Tambahan pula, laluan pelesapan haba mengecut, jadi sekiranya berlaku litar pintas atau kerosakan lain, suhu akan meningkat serta-merta, menjadikannya lebih mudah untuk elemen semikonduktor pecah.

Terdapat penyelidikan mengenai teknologi untuk mengurangkan hingar dalam semikonduktor kuasa generasi akan datang dengan menambah baik kaedah kawalan, tetapi fleksibiliti dalam mengurangkan hingar telah menjadi masalah kerana kaedah optimum untuk berbuat demikian berbeza mengikut keadaan voltan dan semasa unsur semikonduktor kuasa. Selain itu, kaedah konvensional memerlukan pereka bentuk sistem untuk melaksanakan fungsi pengesanan dan perlindungan kesalahan untuk litar pintas dan seumpamanya melalui mikrokomputer, dan kelewatan yang wujud boleh mengakibatkan kerosakan pada elemen.

Ciri-ciri teknologi

Oleh itu, Toshiba telah menangani masalah ini dengan membangunkan IC pemacu pintu cip tunggal berprestasi tinggi pertama di dunia dengan litar analog dan digital bercampur. Secara konvensional, merealisasikan fungsi tinggi seperti yang disediakan oleh IC ini memerlukan konfigurasi menggunakan banyak komponen semikonduktor individu seperti penukar isyarat, ingatan, litar operasi dan litar penguat. Walau bagaimanapun, pemasangan litar analog dan digital bersama, membolehkan penggunaan litar analog untuk mengesan voltan dan arus dalam elemen semikonduktor kuasa serta litar digital untuk memilih kaedah kawalan berdasarkan hasil pengesanan, dengan itu merealisasikan kawalan optimum oleh satu cip tanpa banyak bahagian. Semikonduktor yang dibangunkan juga mempunyai memori untuk menyimpan kaedah kawalan, dan semasa kawalan, litar penambahbaikan resolusi yang menggabungkan litar analog digital dan kelajuan tinggi berkelajuan rendah merealisasikan kawalan halus yang sewajarnya dengan menggunakan litar analog hanya untuk bahagian yang memerlukan kawalan kelajuan tinggi.

Toshiba juga telah membangunkan teknologi prapemprosesan bentuk gelombang analog yang mengekstrak hanya ciri-ciri yang diperlukan untuk kawalan dan pengesanan ralat daripada voltan berkelajuan tinggi dan bentuk gelombang semasa semikonduktor kuasa, membolehkan pengesanan ralat dengan penukar analog-ke-digital berkelajuan rendah. Oleh itu, tidak perlu melalui mikrokomputer, membolehkan pengesanan segera litar pintas dan kerosakan lain.

IC ini juga boleh direalisasikan oleh teknologi proses logam–oksida–semikonduktor (CMOS) (*6) pelengkap kos rendah yang serasi dengan peralatan fabrikasi sedia ada. Menggunakan IC ini, syarikat itu berjaya mengawal semikonduktor kuasa SiC-MOSFET 1.2-kV dan mengurangkan voltan lonjakannya, punca utama penjanaan hingar, sebanyak 51% tanpa peningkatan kehilangan kuasa. Menggunakan kaedah konvensional untuk pengurangan lonjakan yang setara akan meningkatkan kerugian apabila memandu motor, tetapi pengiraan teori dengan jelas menunjukkan bahawa menggunakan IC ini boleh mengurangkan kehilangan kuasa sebanyak 25%. IC juga berjaya dalam pengesanan keadaan kerosakan pada kelajuan serendah 2 µs tanpa menggunakan mikrokomputer. Ciri-ciri ini dijangka memaksimumkan prestasi semikonduktor kuasa generasi akan datang.

Rajah 1: Gambaran keseluruhan, kesan dan teknologi utama dalam IC kawalan cip tunggal yang dibangunkan.

Rajah 2: Kesan pengurangan hingar apabila mengawal semikonduktor kuasa SiC-MOSFET dan hasil pengesanan kerosakan berkelajuan tinggi.

Perkembangan masa depan

Kumpulan Toshiba akan menyasarkan penggunaan praktikal IC yang dibangunkan menjelang 2025. Elektronik kuasa ialah pasaran tumpuan bagi Kumpulan Toshiba, yang akan terus membangunkan teknologi yang berkaitan dengan IC ini. Kumpulan itu akan mempromosikan penggunaan semikonduktor kuasa generasi akan datang kepada pelbagai sistem penukaran kuasa, sekali gus menyumbang kepada pengurangan CO2 pelepasan melalui kecekapan semikonduktor kuasa yang lebih tinggi, dan merealisasikan masyarakat neutral karbon.


*1: Teknologi ini dipersembahkan pada Kongres dan Ekspo Penukaran Tenaga IEEE 2021, persidangan IEEE antarabangsa yang diadakan dalam talian dari 10–14 Oktober 2021.

*2: Sumber: 
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)

*3: IGBT: Transistor bipolar dengan MOSFET dibina ke dalam pangkalan.

*4: Si-MOSFET: Sejenis transistor yang lebih sesuai untuk operasi berkuasa rendah dan berkelajuan tinggi berbanding dengan IGBT.

*5: SiC-MOSFET: Semikonduktor kuasa menggunakan bahan baharu, SiC.

*6: CMOS: Sejenis litar semikonduktor yang digunakan dalam komputer peribadi dan banyak peranti elektronik lain.

  • Japanese
  • Global
  • Hubungi Kami
  • Japanese
  • Global
Halaman Atas
Halaman Atas
Polisi Laman Web
Terma dan Syarat
Hubungi Kami
Hak Cipta © 1995-2021 TOSHIBA CORPORATION, Hak Cipta Terpelihara.