Renesas Electronics präsentiert 13 neue Produkte aus seiner Palette von IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistoren) der siebten Generation, die neue Leistungsmaßstäbe in der Branche setzen. Zu den neuen IGBTs zählt die RJH/RJP65S Serie für 650 V und die RJP1CS Serie für 1250 V. Die neuen IGBTs sind Leistungshalbleiter für den Einsatz in Systemen, die Gleich- in Wechselspannung umwandeln. Die Bausteine sind für Anwendungen ausgelegt, bei denen es um hohe Spannungen und große Ströme geht, wie zum Beispiel in Power Conditioners (Leistungswandlern) in Solarstromgeneratoren und Industriemotoren. Die Technologie der siebten Generation beruht auf einem verbesserten Prozess für dünne Wafer und umfasst einen auf geringere Verlustleistung optimierten Kompromiss zwischen Leitungs- und Schaltverlusten sowie Schaltungsstabilität bei Kurzschlussbedingungen.
Gegenüber der Vorläufer-Technologie der sechsten Generation mit den 600 V und 1200 V Produktserien bietet das Produktportfolio der siebten Generation höhere Nennspannung von 650 V und 1250 V und bietet damit Lösungen für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen sowie für den Überspannungsschutz.
Die IGBTs von Renesas eignen sich für Motorsteuerungsanwendungen. Hierbei ist die Kurzschlussfähigkeit ein entscheidendes Auswahlkriterium bei der Entwicklung. Die IGBT-Serie der siebten Generation bietet eine Kurzschlusstoleranzzeit von nominell 10 µs, wodurch sie sich generell für den Einsatz in Motoren eignet.
Der Umweltschutz sowie andere Faktoren bedingen eine verbesserte Energie-Effizienz elektrischer Geräte sowie eine Umstellung auf saubere Energiequellen wie Sonnen- oder Windenergie. Solche Anstrengungen zur Verbesserung der Energieeffizienz sind besonders intensiv bei Einsatzgebieten, in denen Anlagen hohe Spannungen und Ströme verarbeiten. Beispiele hierfür sind Umrichter in Solaranlagen, Wasserpumpen und Umrichter-gesteuerte Motoren mit hohen Betriebsströmen. Dies führt zu einer immer steigenden Nachfrage nach einer deutlichen Senkung der Verlustleistung bei IGBTs, die bei solchen Anlagen zur Leistungsumwandlung von Gleich- zu Wechselspannung zum Einsatz kommen. Allerdings muss ein Kompromiss zwischen der Sättigungsspannung, die entscheidend zur Verringerung der Verlustleistung ist (siehe Anmerkung 1), und einer hohen Kurzschluss-Toleranz bestehen, die bei Hochstrom-verarbeitenden Anlagen erforderlich ist. In der Vergangenheit war es schwierig, eine Kombination aus geringer Verlustleistung bei gleichzeitig hoher Kurzschlusstoleranz von ungefähr 10 µs (siehe Anmerkung 2) zu erreichen, was entscheidend für Anwendungen etwa in Motorantrieben ist. Für diese Anforderungen hat Renesas seine Hochleistungs-IGBTs entwickelt.
Die wichtigsten Merkmale der neuen IGBTs
1) Verringerte Sättigungsspannung von 1,6 V für 650 V Versionen und 1,8 V für 1250 V Versionen ermöglicht bessere Leistung-Effizienz
Dank exklusiver Technologie für ultradünne Wafer hat Renesas die Sättigungsspannung gegenüber den vergleichbaren Vorgänger-Produkten der 650 V Versionen von 1,8 V (typischer Wert) auf 1,6 V (typischer Wert) verringert. Gegenüber den früheren 1250 V Versionen ließ sich eine Senkung von 2,1 V auf 1,8 V erzielen. Dies entspricht einer Verbesserung um ca. 12 bzw. 15 Prozent und ermöglicht eine geringere Verlustleistung sowie einen besseren Wirkungsgrad.
2) Hohe Kurzschluss-Toleranz von 10 µs ermöglicht eine höhere Zuverlässigkeit
Hohe Kurzschluss-Toleranz ist entscheidend für Anwendungen, in denen große Ströme verarbeitet werden. Hier konnte Renesas gegenüber den vergleichbaren Vorgänger-Produkten eine Verbesserung von 8 µs auf 10 µs oder darüber durch eine optimierte Zellstruktur-Technologie erzielen. Dies gewährleistet hervorragende Zuverlässigkeit und robustes Betriebsverhalten in Systemen wie etwa Power Conditioner oder Solargenerator-Umrichtern.
3) Schnelleres Schaltverhalten
Die Reverse-Transfer-Kapazität Cres (siehe Anmerkung 3) konnte im Vergleich zu früheren Produkten von Renesas durch eine Optimierung der Oberflächenstruktur des Bauteils um ca. 10 Prozent gesenkt werden. Dies ermöglicht schnellere Schaltvorgänge und erlaubt den Aufbau von Leistungswandler-Schaltungen mit besserem Wirkungsgrad.
Die beschriebenen Verbesserungen tragen dazu bei, die Verlustleistung zu verringern sowie einen stabileren Betrieb in Anwendungen wie etwa Drehstrom-Umrichterschaltungen für Hochstrom-Umrichterblöcke in Solarkraftwerken oder bei Umrichter-gesteuerten Motoren im Industrieeinsatz zu ermöglichen.
Renesas bietet seinen Kunden durch umfassende Lösungen aus Mikrocontrollern (MCUs) gepaart mit Analog- und Leistungselektronik-Bausteinen wichtige Vorteile. Die neuen, äußerst leistungsfähigen IGBT-Produkte der siebten Generation zählen zu den weltweit besten Leistungselektronik-Bauteilen in ihrer Kategorie und bilden den Kern der Leistungselektronik-Produktpalette von Renesas, die künftig weiterhin sukzessive erweitert werden soll.
Des Weiteren wird Renesas eine erweiterte Serie von Kit-Lösungen vorstellen, die unter anderem aus den neuen IGBT-Produkten zusammen mit den RL78 und RX MCU-Familien zur Motor- und Umrichter-Steuerung sowie aus Optokopplern zur Ansteuerung von Leistungsbausteinen bestehen. Renesas arbeitet außerdem an Referenz-Boards für die neuen IGBT-Produkte, um damit die Evaluation und das Systemdesign der Kunden zu unterstützen.
Die neuen IGBT-Produkte sind als Wafer/Chip erhältlich sowie in einem TO-247A-Gehäuse für die Serie RJH65S.
Anmerkung 1: Sättigungsspannung VCE(sat)
Diese ist der wichtigste Leistungsindikator für ein IGBT; sie bezeichnet den Kollektor-Emitter Spannungsabfall, wenn der Baustein Strom durchlässt. Je geringer dieser Wert, umso kleiner ist die Verlustleistung.
Anmerkung 2: Kurzschlusstoleranz unter Last tsc
Eine Maßzahl für die Zerstörungsfestigkeit eines IGBTs. Der Parameter beschreibt die Zeitdauer, bis der IGBT durch einen unbegrenzten Laststrom aufgrund eines Kurzschlusses zerstört wird. Im Allgemeinen ist ein hoher Wert für Anwendungen wie etwa Motorantriebe wünschenswert, bei denen hohe Ströme verarbeitet werden oder eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist.
Anmerkung 3: Reverse-Transfer Kapazität Cres
Dieser Parameter beschreibt die intrinsische Kapazität zwischen dem Gate und dem Kollektor des IGBTs. Im Allgemeinen bedeuten kleinere Werte dabei schnelleres Schaltverhalten für den Baustein, was verringerte Schaltverluste ermöglicht.
Die wichtigsten technischen Daten der neuen IGBT-Serie sind auf einem separaten Datenblatt abrufbar.
Verfügbarkeit
Musterauslieferungen der 13 neuen IGBT-Produkte von Renesas einschließlich der Serien RJH/RJP65S für 650 V sowie der Serie RJP1CS für 1250 V sind für Juli 2012 geplant. Die Serienfertigung soll im September 2012 beginnen und wird bis April 2013 voraussichtlich eine Kapazität von monatlich 500.000 Einheiten erreichen (Änderungen bzgl. Verfügbarkeit ohne gesonderte Benachrichtigung vorbehalten).
Hinweis
Alle anderen, hier erwähnten eingetragenen Warenzeichen oder Warenzeichen sind Eigentum der entsprechenden Inhaber.
Gegenüber der Vorläufer-Technologie der sechsten Generation mit den 600 V und 1200 V Produktserien bietet das Produktportfolio der siebten Generation höhere Nennspannung von 650 V und 1250 V und bietet damit Lösungen für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen sowie für den Überspannungsschutz.
Die IGBTs von Renesas eignen sich für Motorsteuerungsanwendungen. Hierbei ist die Kurzschlussfähigkeit ein entscheidendes Auswahlkriterium bei der Entwicklung. Die IGBT-Serie der siebten Generation bietet eine Kurzschlusstoleranzzeit von nominell 10 µs, wodurch sie sich generell für den Einsatz in Motoren eignet.
Der Umweltschutz sowie andere Faktoren bedingen eine verbesserte Energie-Effizienz elektrischer Geräte sowie eine Umstellung auf saubere Energiequellen wie Sonnen- oder Windenergie. Solche Anstrengungen zur Verbesserung der Energieeffizienz sind besonders intensiv bei Einsatzgebieten, in denen Anlagen hohe Spannungen und Ströme verarbeiten. Beispiele hierfür sind Umrichter in Solaranlagen, Wasserpumpen und Umrichter-gesteuerte Motoren mit hohen Betriebsströmen. Dies führt zu einer immer steigenden Nachfrage nach einer deutlichen Senkung der Verlustleistung bei IGBTs, die bei solchen Anlagen zur Leistungsumwandlung von Gleich- zu Wechselspannung zum Einsatz kommen. Allerdings muss ein Kompromiss zwischen der Sättigungsspannung, die entscheidend zur Verringerung der Verlustleistung ist (siehe Anmerkung 1), und einer hohen Kurzschluss-Toleranz bestehen, die bei Hochstrom-verarbeitenden Anlagen erforderlich ist. In der Vergangenheit war es schwierig, eine Kombination aus geringer Verlustleistung bei gleichzeitig hoher Kurzschlusstoleranz von ungefähr 10 µs (siehe Anmerkung 2) zu erreichen, was entscheidend für Anwendungen etwa in Motorantrieben ist. Für diese Anforderungen hat Renesas seine Hochleistungs-IGBTs entwickelt.
Die wichtigsten Merkmale der neuen IGBTs
1) Verringerte Sättigungsspannung von 1,6 V für 650 V Versionen und 1,8 V für 1250 V Versionen ermöglicht bessere Leistung-Effizienz
Dank exklusiver Technologie für ultradünne Wafer hat Renesas die Sättigungsspannung gegenüber den vergleichbaren Vorgänger-Produkten der 650 V Versionen von 1,8 V (typischer Wert) auf 1,6 V (typischer Wert) verringert. Gegenüber den früheren 1250 V Versionen ließ sich eine Senkung von 2,1 V auf 1,8 V erzielen. Dies entspricht einer Verbesserung um ca. 12 bzw. 15 Prozent und ermöglicht eine geringere Verlustleistung sowie einen besseren Wirkungsgrad.
2) Hohe Kurzschluss-Toleranz von 10 µs ermöglicht eine höhere Zuverlässigkeit
Hohe Kurzschluss-Toleranz ist entscheidend für Anwendungen, in denen große Ströme verarbeitet werden. Hier konnte Renesas gegenüber den vergleichbaren Vorgänger-Produkten eine Verbesserung von 8 µs auf 10 µs oder darüber durch eine optimierte Zellstruktur-Technologie erzielen. Dies gewährleistet hervorragende Zuverlässigkeit und robustes Betriebsverhalten in Systemen wie etwa Power Conditioner oder Solargenerator-Umrichtern.
3) Schnelleres Schaltverhalten
Die Reverse-Transfer-Kapazität Cres (siehe Anmerkung 3) konnte im Vergleich zu früheren Produkten von Renesas durch eine Optimierung der Oberflächenstruktur des Bauteils um ca. 10 Prozent gesenkt werden. Dies ermöglicht schnellere Schaltvorgänge und erlaubt den Aufbau von Leistungswandler-Schaltungen mit besserem Wirkungsgrad.
Die beschriebenen Verbesserungen tragen dazu bei, die Verlustleistung zu verringern sowie einen stabileren Betrieb in Anwendungen wie etwa Drehstrom-Umrichterschaltungen für Hochstrom-Umrichterblöcke in Solarkraftwerken oder bei Umrichter-gesteuerten Motoren im Industrieeinsatz zu ermöglichen.
Renesas bietet seinen Kunden durch umfassende Lösungen aus Mikrocontrollern (MCUs) gepaart mit Analog- und Leistungselektronik-Bausteinen wichtige Vorteile. Die neuen, äußerst leistungsfähigen IGBT-Produkte der siebten Generation zählen zu den weltweit besten Leistungselektronik-Bauteilen in ihrer Kategorie und bilden den Kern der Leistungselektronik-Produktpalette von Renesas, die künftig weiterhin sukzessive erweitert werden soll.
Des Weiteren wird Renesas eine erweiterte Serie von Kit-Lösungen vorstellen, die unter anderem aus den neuen IGBT-Produkten zusammen mit den RL78 und RX MCU-Familien zur Motor- und Umrichter-Steuerung sowie aus Optokopplern zur Ansteuerung von Leistungsbausteinen bestehen. Renesas arbeitet außerdem an Referenz-Boards für die neuen IGBT-Produkte, um damit die Evaluation und das Systemdesign der Kunden zu unterstützen.
Die neuen IGBT-Produkte sind als Wafer/Chip erhältlich sowie in einem TO-247A-Gehäuse für die Serie RJH65S.
Anmerkung 1: Sättigungsspannung VCE(sat)
Diese ist der wichtigste Leistungsindikator für ein IGBT; sie bezeichnet den Kollektor-Emitter Spannungsabfall, wenn der Baustein Strom durchlässt. Je geringer dieser Wert, umso kleiner ist die Verlustleistung.
Anmerkung 2: Kurzschlusstoleranz unter Last tsc
Eine Maßzahl für die Zerstörungsfestigkeit eines IGBTs. Der Parameter beschreibt die Zeitdauer, bis der IGBT durch einen unbegrenzten Laststrom aufgrund eines Kurzschlusses zerstört wird. Im Allgemeinen ist ein hoher Wert für Anwendungen wie etwa Motorantriebe wünschenswert, bei denen hohe Ströme verarbeitet werden oder eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist.
Anmerkung 3: Reverse-Transfer Kapazität Cres
Dieser Parameter beschreibt die intrinsische Kapazität zwischen dem Gate und dem Kollektor des IGBTs. Im Allgemeinen bedeuten kleinere Werte dabei schnelleres Schaltverhalten für den Baustein, was verringerte Schaltverluste ermöglicht.
Die wichtigsten technischen Daten der neuen IGBT-Serie sind auf einem separaten Datenblatt abrufbar.
Verfügbarkeit
Musterauslieferungen der 13 neuen IGBT-Produkte von Renesas einschließlich der Serien RJH/RJP65S für 650 V sowie der Serie RJP1CS für 1250 V sind für Juli 2012 geplant. Die Serienfertigung soll im September 2012 beginnen und wird bis April 2013 voraussichtlich eine Kapazität von monatlich 500.000 Einheiten erreichen (Änderungen bzgl. Verfügbarkeit ohne gesonderte Benachrichtigung vorbehalten).
Hinweis
Alle anderen, hier erwähnten eingetragenen Warenzeichen oder Warenzeichen sind Eigentum der entsprechenden Inhaber.
