在白色家電領域,設計人員面對一項不斷增強的挑戰:日益增長的智能化需求帶來聯網及顯示需求的增加,從而帶來功耗的增加;而另一方面,行業對能效標準的要求又不斷提高。這使得對功率部分的設計要求日趨嚴苛,繼而對功率元器件的廠商帶來新的要求。
作為功率半導體領域的重要一員,羅姆半導體在功率元器件領域擁有豐富的產品群。4月20日,羅姆半導體宣布推出面向白色家電和工業設備領域的新一代600 V IGBT IPM產品“BM6437x系列”,該系列產品耐壓600V,目前已推出產品包括15A、20A、30A、35A共4個系列。
何謂IPM?IPM是智能功率模塊(Intelligent Power Module)的英文縮寫。與普通功率模塊相比,IPM的“智能”二字表現在哪里呢?
羅姆半導體(上海)有限公司技術中心高級經理顧偉俊先生解釋道:普通功率模塊是通過一些應用把需要用到的一些功率器件集合在一個封裝里面,設計中,還需要外圍能夠匹配更合適的驅動和大量的外圍電路才能驅動功率模塊,而對于IPM來說,它不僅僅把功率器件集成進去了,還把相應的驅動電路以及周邊的保護電路全部集成到了模塊里邊,對于IPM應用來說,可能就像控制邏輯器件控制功率模塊。
為何要用到IPM?采用IPM的主要優勢是節省空間及易于設計。同樣的功能,與采用分立器件加LSI的方案相比,采用IPM設計,產品面積能減少三分之二。
顧偉俊先生介紹,羅姆本次推出的“BM6437x系列”主要有三個特點。
第一,同時實現了業內出色的降噪特性和低損耗特性。顧偉俊先生介紹,這兩個指標本身有一定的沖突,傳統的普通產品設計中優先考慮損耗特性,而使噪聲特性惡化。羅姆本次推出的BM6437x系列在與普通產品具備相同的功率損耗水平的前提下,噪聲特性能夠比普通產品降低6dB以上。這對于工程師來說,是一個不可多得的好消息。
第二,BM6437x系列產品在輸出的溫度、監控的精度上面做了很大的提高,實現了高精度溫度監控。普通IPM產品自帶的溫度輸出誤差約±5%,這使一些客戶為保證溫度監控的可靠性,會采用外接熱敏電阻的方法而提高監控精度。羅姆新一代IPM將溫度輸出的精度設計到與外置熱敏電阻基本相同的2%的精度,在同樣的應用中完全可以省略掉外置熱敏電阻等外圍電路,節約成本,也能加快開發速度。
第三個特點是產品識別功能。普通的IPM由于背面有一個很大的散熱片,所以產品標簽都是印在了IPM的背面。當IPM插上PCB板后,將看不到實際的標簽,所以無法通過光學的手段辨別型號是否正確。為了便于在線測試的時候不會產生誤操作或者是混入其他的料號,羅姆根據客戶的需求,在新一代的IPM開發的時候,增加了產品識別功能,通過阻抗測量儀能夠區分不同的型號以及是否是其他廠商產品混入的狀態,能夠支持客戶在線檢測出料號是否正確,大大保障了生產的可靠性。
此外,對于羅姆在IPM產品方面的未來發展,顧偉俊先生介紹,羅姆公司一直致力于IPM不斷的改善和新產品的開發,尤其是對空調領域,根據實際空調的應用研究發現,變頻空調在實際應用當中80%的時間應用在一些低功耗維持溫度的工作狀態,處于低功率小電流的工作狀態。在這種工作狀態,與IGBT相比,硅基MOS管有更高的效率。因此,羅姆針對于空調市場,推出了使用自產硅基MOS——PrestoMOS?的高效率IPM產品,目前已經有部分產品在官網公布。在使用該產品以后,普通的變頻空調在常年應用工作中,可以降低50%左右的功率損耗。
另外,在IPM領域,羅姆將繼續擴大系列產品陣容,并且已經投入到了車載級產品的開發,支持汽車級應用,希望在更廣泛的領域進一步幫助工程師降低產品功耗,減少設計工時。