Bu sayfa kısmen JavaScript kullanıyor. Bu işlevler tarayıcınız tarafından desteklenmediğinde veya ayar devre dışı bırakıldığında bu sayfa normal şekilde çalışmayabilir.
Toshiba, Yeni Nesil Güç Yarı İletkenlerini İlk Kez Tek Bir Çipte Kontrol Etmek için Yüksek Performanslı Sürücü IC'sini Entegre Ediyor
-Dünyanın ilk analog-dijital karma IC'si gürültüyü %51 oranında azaltır ve motor sürücü devrelerinin ve DC-AC dönüştürücülerin boyutunu ve verimliliğini azaltarak karbon nötr bir toplumun gerçekleşmesine katkıda bulunur-
29 Ekim 2021
Toshiba Şirketi
Genel Bakış
TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502), entegre tek bir çip sürücüsü üzerinde analog-dijital entegrasyona sahip yüksek performanslı devrelerin dünyanın ilk başarılı üretimini göstermiştir. devre (IC) yeni nesil güç yarı iletkenlerini kontrol etmek için (*1). Geliştirilen IC şunları tespit eder: Voltaj Güç yarı iletkenlerinin 2 µs veya daha düşük ultra yüksek hızlarda mevcut durumu ve hassas kontrol, güç yarı iletkenleri tarafından üretilen gürültüyü %51'e kadar azaltır. Teorik hesaplamalar ayrıca, motoru çalıştırırken meydana gelen güç kaybının, geleneksel yöntemlerle eşdeğer gürültü azaltımına kıyasla %25 oranında azaltılabileceğini doğrulamaktadır. Kısa devre veya başka bir arıza durumunda, güç Yarıiletken zarar görmesini önlemek için derhal korunabilir.
Bu bir teknoloji Bu, yeni nesil güç yarı iletkenlerinin performansını en üst düzeye çıkarır. Elektrikli araçlarda, endüstriyel ekipmanlarda, akıllı güç şebekelerinde vb. kullanılan motor sürücü devrelerinin ve DC-AC dönüştürücülerin minyatürleştirilmesine, yüksek verimliliğine ve yüksek güvenilirliğine yardımcı olarak karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Gelişimin arka planı
Güç yarı iletkenleri gerilimleri ve akımları kontrol eder. Birçok uygulamada motorları sürmek ve DC-AC güç dönüşümü için kullanılırlar. Karbon nötr bir toplumu gerçekleştirmek için verimliliği artırmak ve güç yarı iletkenlerinin ve güç dönüştürücülerinin boyutunu azaltmak hayati önem taşıyor. Ayrıca, güç yarıiletken pazar her yıl genişlemeye devam ediyor ve güç yarı iletkenlerini kontrol etmeye yönelik sürücü IC'lerine yönelik küresel pazar, 140'de yaklaşık 2017 milyar yen'den 180'de yaklaşık 2021 milyar yen'e yükseldi ve bu eğilimin gelecekte de devam etmesi bekleniyor (*2).
Şu anda yalıtımlı kapı bipolar transistörleri gibi cihazlar (IGBT) (*3) ve silikon metal oksit yarı iletken alan etkili transistörler (Si-mosfet) (*4) genellikle güç yarı iletkenleri için kullanılır. Verimliliğin daha da arttırılması, güç dönüşümü sırasında meydana gelen güç kaybının azaltılmasını gerektirecektir, bu nedenle silisyum karbür gibi düşük kayıp özelliklerine sahip yeni nesil güç yarı iletkenlerinin geliştirilmesi MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) ilerlemektedir. Yeni nesil güç yarı iletkenleri, güç dönüşümünde güç kaybını azaltacak, yüksek verimlilik sağlayacak ve ısı dağıtımını kolaylaştıracak, böylece hem boyut hem de ağırlıkta azalma sağlanacak. Bununla birlikte, bu cihazlar geleneksel devre yöntemleri kullanılarak kontrol edildiğinde, artan gürültü pahasına güç kaybındaki azalmalar sağlanır. Ayrıca, ısı dağıtım yolları daralır, dolayısıyla beklenmedik bir kısa devre veya başka bir arıza durumunda sıcaklık anında artacak ve yarı iletken elemanların kırılması kolaylaşacaktır.
Kontrol yöntemlerini geliştirerek yeni nesil güç yarı iletkenlerinde gürültüyü azaltmaya yönelik teknolojiler üzerine araştırmalar yapılmıştır, ancak gürültüyü azaltmadaki esneklik sorunlu olmuştur çünkü bunu yapmak için en uygun yöntem, güç yarı iletken elemanının voltajına ve akım durumuna göre farklılık göstermektedir. Ek olarak, geleneksel yöntemler, sistem tasarımcılarının kısa devreler ve benzerleri için arıza tespit ve koruma fonksiyonlarını bir mikro bilgisayar aracılığıyla uygulamasını gerektirir ve doğal gecikme, elemanın hasar görmesine neden olabilir.
Teknolojinin özellikleri
Böylece Toshiba, karışık analog ve dijital devrelere sahip dünyanın ilk yüksek performanslı tek çipli kapı sürücüsü IC'sini geliştirerek bu sorunu çözmüştür. Geleneksel olarak, bu IC tarafından sağlanana benzer yüksek işlevselliğin gerçekleştirilmesi, sinyal dönüştürücüler, hafızalar, çalışma devreleri ve amplifikatör devreleri gibi birçok ayrı yarı iletken bileşenin kullanıldığı konfigürasyonları gerektiriyordu. Bununla birlikte, analog ve dijital devrelerin birlikte monte edilmesi, güç yarı iletken elemanlarındaki voltajı ve akımı tespit etmek için bir analog devrenin kullanılmasına ve tespit sonuçlarına göre bir kontrol yöntemi seçmek için bir dijital devrenin kullanılmasına ve böylece tek bir kontrol ile optimum kontrolün gerçekleştirilmesine olanak tanır. çok fazla parçası olmayan çip. Geliştirilen yarı iletken ayrıca kontrol yöntemlerini depolamak için belleğe sahiptir ve kontrol sırasında, düşük hızlı dijital ve yüksek hızlı analog devreleri birleştiren bir çözünürlük geliştirme devresi, yalnızca yüksek hızlı kontrol gerektiren parçalar için analog devreleri kullanarak uygun şekilde hassas kontrol gerçekleştirir.
Toshiba ayrıca, güç yarı iletkenlerinin yüksek hızlı gerilim ve akım dalga biçimlerinden yalnızca kontrol ve hata tespiti için gereken özellikleri çıkaran ve düşük hızlı analogdan dijitale sinyal ile arıza tespitine olanak tanıyan bir analog dalga biçimi ön işleme teknolojisi de geliştirmiştir. Dönüştürücü. Bu nedenle bir mikrobilgisayardan geçmeye gerek yoktur, bu da kısa devrelerin ve diğer arızaların anında tespit edilmesine olanak sağlar.
Bu entegre devre aynı zamanda mevcut üretim ekipmanıyla uyumlu, düşük maliyetli tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) (*6) proses teknolojileri ile de gerçekleştirilebilir. Şirket, bu entegreyi kullanarak 1.2 kV SiC-MOSFET güç yarı iletkenini kontrol etmeyi ve gürültü üretiminin ana nedeni olan dalgalanma voltajını güç kaybında hiçbir artış olmadan %51 oranında azaltmayı başardı. Eşdeğer bir dalgalanma azaltımı için geleneksel yöntemlerin kullanılması, motoru çalıştırırken kaybı artıracaktır, ancak teorik hesaplamalar, bu entegrenin kullanılmasının güç kaybını %25 oranında azaltabileceğini açıkça göstermektedir. IC ayrıca mikro bilgisayar kullanmadan 2 µs kadar düşük hızlarda arıza durumu tespitini de başardı. Bu özelliklerin yeni nesil güç yarı iletkenlerinin performansını en üst düzeye çıkarması bekleniyor.
Şekil 2: Bir SiC-MOSFET güç yarı iletkenini kontrol ederken gürültü azaltma etkisi ve yüksek hızlı arıza tespitinin sonuçları.
Gelecekteki gelişmeler
Toshiba Grubu, geliştirilen entegre devrenin pratik kullanımını 2025 yılına kadar hedefleyecektir. Güç elektroniği, bu entegre devre ile ilgili teknolojileri geliştirmeye devam edecek olan Toshiba Grubu için odaklanılan bir pazardır. Grup, yeni nesil güç yarı iletkenlerinin çeşitli güç dönüşüm sistemlerine uygulanmasını teşvik edecek ve böylece COXNUMX'nin azaltılmasına katkıda bulunacak.2 Güç yarı iletkenlerinin daha yüksek verimliliği ve karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesi yoluyla emisyonlar.
*1: Bu teknoloji, 2021-10 Ekim 14 tarihleri arasında çevrimiçi olarak düzenlenen uluslararası bir IEEE konferansı olan 2021 IEEE Enerji Dönüşümü Kongresi ve Fuarı'nda sunuldu.
*2: Kaynak:
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)
*3: IGBT: Bipolar Transistor tabana yerleşik bir MOSFET ile.
*4: Si-MOSFET: Bir tür Transistor IGBT'lerle karşılaştırıldığında düşük güçlü, yüksek hızlı işlemlere daha uygundur.
*5: SiC-MOSFET: Yeni bir malzeme olan SiC'yi kullanan bir güç yarı iletkeni.
*6: CMOS: Kişisel bilgisayarlarda ve diğer birçok elektronik cihazda kullanılan bir tür yarı iletken devre.
Bu sayfa kısmen JavaScript kullanıyor. Bu işlevler tarayıcınız tarafından desteklenmediğinde veya ayar devre dışı bırakıldığında bu sayfa normal şekilde çalışmayabilir.
Toshiba, Yeni Nesil Güç Yarı İletkenlerini İlk Kez Tek Bir Çipte Kontrol Etmek için Yüksek Performanslı Sürücü IC'sini Entegre Ediyor
-Dünyanın ilk analog-dijital karma IC'si gürültüyü %51 oranında azaltır ve motor sürücü devrelerinin ve DC-AC dönüştürücülerin boyutunu ve verimliliğini azaltarak karbon nötr bir toplumun gerçekleşmesine katkıda bulunur-
29 Ekim 2021
Toshiba Şirketi
Genel Bakış
TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502), yeni nesil güç yarı iletkenlerini (*1) kontrol etmek için tek çip sürücülü entegre devre (IC) üzerinde analog-dijital entegrasyona sahip yüksek performanslı devrelerin dünyanın ilk başarılı üretimini gösterdi. Geliştirilen IC, güç yarı iletkenlerinin voltaj ve akım durumunu 2 µs veya daha düşük ultra yüksek hızlarda algılar ve hassas kontrol, güç yarı iletkenleri tarafından üretilen gürültüyü %51'e kadar azaltır. Teorik hesaplamalar ayrıca, motoru çalıştırırken meydana gelen güç kaybının, geleneksel yöntemlerle eşdeğer gürültü azaltımına kıyasla %25 oranında azaltılabileceğini doğrulamaktadır. Kısa devre veya başka bir arıza durumunda güç yarı iletkeni, hasar görmesini önlemek için anında korunabilir.
Bu, yeni nesil güç yarı iletkenlerinin performansını en üst düzeye çıkaran bir teknolojidir. Elektrikli araçlarda, endüstriyel ekipmanlarda, akıllı güç şebekelerinde vb. kullanılan motor sürücü devrelerinin ve DC-AC dönüştürücülerin minyatürleştirilmesine, yüksek verimliliğine ve yüksek güvenilirliğine yardımcı olarak karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Gelişimin arka planı
Güç yarı iletkenleri gerilimleri ve akımları kontrol eder. Birçok uygulamada motorları sürmek ve DC-AC güç dönüşümü için kullanılırlar. Karbon nötr bir toplumu gerçekleştirmek için verimliliği artırmak ve güç yarı iletkenlerinin ve güç dönüştürücülerinin boyutunu azaltmak hayati önem taşıyor. Ayrıca, güç yarı iletken pazarı her yıl genişlemeye devam ediyor ve güç yarı iletkenlerini kontrol etmeye yönelik sürücü IC'lerine yönelik küresel pazar, 140'de yaklaşık 2017 milyar yenden 180'de yaklaşık 2021 milyar yen'e yükseldi ve bu eğilimin gelecekte de devam etmesi bekleniyor. (*2).
Şu anda, yalıtımlı kapı bipolar transistörleri (IGBT) (*3) ve silikon metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistörler (Si-MOSFET) (*4) gibi cihazlar tipik olarak güç yarı iletkenleri için kullanılmaktadır. Verimliliğin daha da arttırılması, güç dönüşümü sırasında meydana gelen güç kaybının azaltılmasını gerektirecektir; dolayısıyla silikon karbür MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) gibi düşük kayıp özelliklerine sahip yeni nesil güç yarı iletkenlerinin geliştirilmesi ilerlemektedir. Yeni nesil güç yarı iletkenleri, güç dönüşümünde güç kaybını azaltacak, yüksek verimlilik sağlayacak ve ısı dağıtımını kolaylaştıracak, böylece hem boyut hem de ağırlıkta azalma sağlanacak. Bununla birlikte, bu cihazlar geleneksel devre yöntemleri kullanılarak kontrol edildiğinde, artan gürültü pahasına güç kaybındaki azalmalar sağlanır. Ayrıca, ısı dağıtım yolları daralır, dolayısıyla beklenmedik bir kısa devre veya başka bir arıza durumunda sıcaklık anında artacak ve yarı iletken elemanların kırılması kolaylaşacaktır.
Kontrol yöntemlerini geliştirerek yeni nesil güç yarı iletkenlerinde gürültüyü azaltmaya yönelik teknolojiler üzerine araştırmalar yapılmıştır, ancak gürültüyü azaltmadaki esneklik sorunlu olmuştur çünkü bunu yapmak için en uygun yöntem, güç yarı iletken elemanının voltajına ve akım durumuna göre farklılık göstermektedir. Ek olarak, geleneksel yöntemler, sistem tasarımcılarının kısa devreler ve benzerleri için arıza tespit ve koruma fonksiyonlarını bir mikro bilgisayar aracılığıyla uygulamasını gerektirir ve doğal gecikme, elemanın hasar görmesine neden olabilir.
Teknolojinin özellikleri
Böylece Toshiba, karışık analog ve dijital devrelere sahip dünyanın ilk yüksek performanslı tek çipli kapı sürücüsü IC'sini geliştirerek bu sorunu çözmüştür. Geleneksel olarak, bu IC tarafından sağlanana benzer yüksek işlevselliğin gerçekleştirilmesi, sinyal dönüştürücüler, hafızalar, çalışma devreleri ve amplifikatör devreleri gibi birçok ayrı yarı iletken bileşenin kullanıldığı konfigürasyonları gerektiriyordu. Bununla birlikte, analog ve dijital devrelerin birlikte monte edilmesi, güç yarı iletken elemanlarındaki voltajı ve akımı tespit etmek için bir analog devrenin kullanılmasına ve tespit sonuçlarına göre bir kontrol yöntemi seçmek için bir dijital devrenin kullanılmasına ve böylece tek bir kontrol ile optimum kontrolün gerçekleştirilmesine olanak tanır. çok fazla parçası olmayan çip. Geliştirilen yarı iletken ayrıca kontrol yöntemlerini depolamak için belleğe sahiptir ve kontrol sırasında, düşük hızlı dijital ve yüksek hızlı analog devreleri birleştiren bir çözünürlük geliştirme devresi, yalnızca yüksek hızlı kontrol gerektiren parçalar için analog devreleri kullanarak uygun şekilde hassas kontrol gerçekleştirir.
Toshiba ayrıca, güç yarı iletkenlerinin yüksek hızlı gerilim ve akım dalga biçimlerinden yalnızca kontrol ve arıza tespiti için gereken özellikleri çıkaran ve düşük hızlı bir analogdan dijitale dönüştürücü ile arıza tespitine olanak tanıyan bir analog dalga formu ön işleme teknolojisi de geliştirmiştir. Bu nedenle bir mikrobilgisayardan geçmeye gerek yoktur, bu da kısa devrelerin ve diğer arızaların anında tespit edilmesine olanak sağlar.
Bu entegre devre aynı zamanda mevcut üretim ekipmanıyla uyumlu, düşük maliyetli tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) (*6) proses teknolojileri ile de gerçekleştirilebilir. Şirket, bu entegreyi kullanarak 1.2 kV SiC-MOSFET güç yarı iletkenini kontrol etmeyi ve gürültü üretiminin ana nedeni olan dalgalanma voltajını güç kaybında hiçbir artış olmadan %51 oranında azaltmayı başardı. Eşdeğer bir dalgalanma azaltımı için geleneksel yöntemlerin kullanılması, motoru çalıştırırken kaybı artıracaktır, ancak teorik hesaplamalar, bu entegrenin kullanılmasının güç kaybını %25 oranında azaltabileceğini açıkça göstermektedir. IC ayrıca mikro bilgisayar kullanmadan 2 µs kadar düşük hızlarda arıza durumu tespitini de başardı. Bu özelliklerin yeni nesil güç yarı iletkenlerinin performansını en üst düzeye çıkarması bekleniyor.
Şekil 2: Bir SiC-MOSFET güç yarı iletkenini kontrol ederken gürültü azaltma etkisi ve yüksek hızlı arıza tespitinin sonuçları.
Gelecekteki gelişmeler
Toshiba Grubu, geliştirilen entegre devrenin pratik kullanımını 2025 yılına kadar hedefleyecektir. Güç elektroniği, bu entegre devre ile ilgili teknolojileri geliştirmeye devam edecek olan Toshiba Grubu için odaklanılan bir pazardır. Grup, yeni nesil güç yarı iletkenlerinin çeşitli güç dönüşüm sistemlerine uygulanmasını teşvik edecek ve böylece COXNUMX'nin azaltılmasına katkıda bulunacak.2 Güç yarı iletkenlerinin daha yüksek verimliliği ve karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesi yoluyla emisyonlar.
*1: Bu teknoloji, 2021-10 Ekim 14 tarihleri arasında çevrimiçi olarak düzenlenen uluslararası bir IEEE konferansı olan 2021 IEEE Enerji Dönüşümü Kongresi ve Fuarı'nda sunuldu.
*2: Kaynak:
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)
*3: IGBT: Tabanına yerleşik MOSFET'li bipolar transistör.
*4: Si-MOSFET: IGBT'lere kıyasla düşük güçlü, yüksek hızlı işlemlere daha uygun bir transistör türü.
*5: SiC-MOSFET: Yeni bir malzeme olan SiC'yi kullanan bir güç yarı iletkeni.
*6: CMOS: Kişisel bilgisayarlarda ve diğer birçok elektronik cihazda kullanılan bir tür yarı iletken devre.
Genel Bakış
TOKYO─Toshiba Corporation (TOKYO: 6502), yeni nesil güç yarı iletkenlerini (*1) kontrol etmek için tek çip sürücülü entegre devre (IC) üzerinde analog-dijital entegrasyona sahip yüksek performanslı devrelerin dünyanın ilk başarılı üretimini gösterdi. Geliştirilen IC, güç yarı iletkenlerinin voltaj ve akım durumunu 2 µs veya daha düşük ultra yüksek hızlarda algılar ve hassas kontrol, güç yarı iletkenleri tarafından üretilen gürültüyü %51'e kadar azaltır. Teorik hesaplamalar ayrıca, motoru çalıştırırken meydana gelen güç kaybının, geleneksel yöntemlerle eşdeğer gürültü azaltımına kıyasla %25 oranında azaltılabileceğini doğrulamaktadır. Kısa devre veya başka bir arıza durumunda güç yarı iletkeni, hasar görmesini önlemek için anında korunabilir.
Bu, yeni nesil güç yarı iletkenlerinin performansını en üst düzeye çıkaran bir teknolojidir. Elektrikli araçlarda, endüstriyel ekipmanlarda, akıllı güç şebekelerinde vb. kullanılan motor sürücü devrelerinin ve DC-AC dönüştürücülerin minyatürleştirilmesine, yüksek verimliliğine ve yüksek güvenilirliğine yardımcı olarak karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Gelişimin arka planı
Güç yarı iletkenleri gerilimleri ve akımları kontrol eder. Birçok uygulamada motorları sürmek ve DC-AC güç dönüşümü için kullanılırlar. Karbon nötr bir toplumu gerçekleştirmek için verimliliği artırmak ve güç yarı iletkenlerinin ve güç dönüştürücülerinin boyutunu azaltmak hayati önem taşıyor. Ayrıca, güç yarı iletken pazarı her yıl genişlemeye devam ediyor ve güç yarı iletkenlerini kontrol etmeye yönelik sürücü IC'lerine yönelik küresel pazar, 140'de yaklaşık 2017 milyar yenden 180'de yaklaşık 2021 milyar yen'e yükseldi ve bu eğilimin gelecekte de devam etmesi bekleniyor. (*2).
Şu anda, yalıtımlı kapı bipolar transistörleri (IGBT) (*3) ve silikon metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistörler (Si-MOSFET) (*4) gibi cihazlar tipik olarak güç yarı iletkenleri için kullanılmaktadır. Verimliliğin daha da arttırılması, güç dönüşümü sırasında meydana gelen güç kaybının azaltılmasını gerektirecektir; dolayısıyla silikon karbür MOSFET (SiC-MOSFET) (*5) gibi düşük kayıp özelliklerine sahip yeni nesil güç yarı iletkenlerinin geliştirilmesi ilerlemektedir. Yeni nesil güç yarı iletkenleri, güç dönüşümünde güç kaybını azaltacak, yüksek verimlilik sağlayacak ve ısı dağıtımını kolaylaştıracak, böylece hem boyut hem de ağırlıkta azalma sağlanacak. Bununla birlikte, bu cihazlar geleneksel devre yöntemleri kullanılarak kontrol edildiğinde, artan gürültü pahasına güç kaybındaki azalmalar sağlanır. Ayrıca, ısı dağıtım yolları daralır, dolayısıyla beklenmedik bir kısa devre veya başka bir arıza durumunda sıcaklık anında artacak ve yarı iletken elemanların kırılması kolaylaşacaktır.
Kontrol yöntemlerini geliştirerek yeni nesil güç yarı iletkenlerinde gürültüyü azaltmaya yönelik teknolojiler üzerine araştırmalar yapılmıştır, ancak gürültüyü azaltmadaki esneklik sorunlu olmuştur çünkü bunu yapmak için en uygun yöntem, güç yarı iletken elemanının voltajına ve akım durumuna göre farklılık göstermektedir. Ek olarak, geleneksel yöntemler, sistem tasarımcılarının kısa devreler ve benzerleri için arıza tespit ve koruma fonksiyonlarını bir mikro bilgisayar aracılığıyla uygulamasını gerektirir ve doğal gecikme, elemanın hasar görmesine neden olabilir.
Teknolojinin özellikleri
Böylece Toshiba, karışık analog ve dijital devrelere sahip dünyanın ilk yüksek performanslı tek çipli kapı sürücüsü IC'sini geliştirerek bu sorunu çözmüştür. Geleneksel olarak, bu IC tarafından sağlanana benzer yüksek işlevselliğin gerçekleştirilmesi, sinyal dönüştürücüler, hafızalar, çalışma devreleri ve amplifikatör devreleri gibi birçok ayrı yarı iletken bileşenin kullanıldığı konfigürasyonları gerektiriyordu. Bununla birlikte, analog ve dijital devrelerin birlikte monte edilmesi, güç yarı iletken elemanlarındaki voltajı ve akımı tespit etmek için bir analog devrenin kullanılmasına ve tespit sonuçlarına göre bir kontrol yöntemi seçmek için bir dijital devrenin kullanılmasına ve böylece tek bir kontrol ile optimum kontrolün gerçekleştirilmesine olanak tanır. çok fazla parçası olmayan çip. Geliştirilen yarı iletken ayrıca kontrol yöntemlerini depolamak için belleğe sahiptir ve kontrol sırasında, düşük hızlı dijital ve yüksek hızlı analog devreleri birleştiren bir çözünürlük geliştirme devresi, yalnızca yüksek hızlı kontrol gerektiren parçalar için analog devreleri kullanarak uygun şekilde hassas kontrol gerçekleştirir.
Toshiba ayrıca, güç yarı iletkenlerinin yüksek hızlı gerilim ve akım dalga biçimlerinden yalnızca kontrol ve arıza tespiti için gereken özellikleri çıkaran ve düşük hızlı bir analogdan dijitale dönüştürücü ile arıza tespitine olanak tanıyan bir analog dalga formu ön işleme teknolojisi de geliştirmiştir. Bu nedenle bir mikrobilgisayardan geçmeye gerek yoktur, bu da kısa devrelerin ve diğer arızaların anında tespit edilmesine olanak sağlar.
Bu entegre devre aynı zamanda mevcut üretim ekipmanıyla uyumlu, düşük maliyetli tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) (*6) proses teknolojileri ile de gerçekleştirilebilir. Şirket, bu entegreyi kullanarak 1.2 kV SiC-MOSFET güç yarı iletkenini kontrol etmeyi ve gürültü üretiminin ana nedeni olan dalgalanma voltajını güç kaybında hiçbir artış olmadan %51 oranında azaltmayı başardı. Eşdeğer bir dalgalanma azaltımı için geleneksel yöntemlerin kullanılması, motoru çalıştırırken kaybı artıracaktır, ancak teorik hesaplamalar, bu entegrenin kullanılmasının güç kaybını %25 oranında azaltabileceğini açıkça göstermektedir. IC ayrıca mikro bilgisayar kullanmadan 2 µs kadar düşük hızlarda arıza durumu tespitini de başardı. Bu özelliklerin yeni nesil güç yarı iletkenlerinin performansını en üst düzeye çıkarması bekleniyor.
Şekil 2: Bir SiC-MOSFET güç yarı iletkenini kontrol ederken gürültü azaltma etkisi ve yüksek hızlı arıza tespitinin sonuçları.
Gelecekteki gelişmeler
Toshiba Grubu, geliştirilen entegre devrenin pratik kullanımını 2025 yılına kadar hedefleyecektir. Güç elektroniği, bu entegre devre ile ilgili teknolojileri geliştirmeye devam edecek olan Toshiba Grubu için odaklanılan bir pazardır. Grup, yeni nesil güç yarı iletkenlerinin çeşitli güç dönüşüm sistemlerine uygulanmasını teşvik edecek ve böylece COXNUMX'nin azaltılmasına katkıda bulunacak.2 Güç yarı iletkenlerinin daha yüksek verimliliği ve karbon nötr bir toplumun gerçekleştirilmesi yoluyla emisyonlar.
*1: Bu teknoloji, 2021-10 Ekim 14 tarihleri arasında çevrimiçi olarak düzenlenen uluslararası bir IEEE konferansı olan 2021 IEEE Enerji Dönüşümü Kongresi ve Fuarı'nda sunuldu.
*2: Kaynak:
https://s3.i-micronews.com/uploads/2019/01/YDPE17009_Gate_Driver_Market_and_Technology_Trends_Report_2017_Flyer.pdf(685KB)
*3: IGBT: Tabanına yerleşik MOSFET'li bipolar transistör.
*4: Si-MOSFET: IGBT'lere kıyasla düşük güçlü, yüksek hızlı işlemlere daha uygun bir transistör türü.
*5: SiC-MOSFET: Yeni bir malzeme olan SiC'yi kullanan bir güç yarı iletkeni.
*6: CMOS: Kişisel bilgisayarlarda ve diğer birçok elektronik cihazda kullanılan bir tür yarı iletken devre.