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Renesas Electronics Corporation anunció el desarrollo de una nueva generación de Si-IGBT (transistores bipolares de puerta aislada de silicio) que ofrecen una huella pequeña y mantienen una baja disipación de energía. Apuntando a los inversores de vehículos eléctricos (EV) de próxima generación, los IGBT de generación AE5 estarán disponibles en las líneas de obleas de 200 y 300 mm de Renesas en las instalaciones de la compañía en Naka, Japón, a partir de la primera mitad de 2023. producidos en serie. Además, Renesas aumentará la producción en su nueva fábrica de obleas de 300 mm para semiconductores de potencia en Kofu, Japón, a partir de la primera mitad de 2024 para satisfacer la creciente demanda de productos de semiconductores de potencia.
El proceso AE5 basado en silicio para IGBT logra una reducción del 10 por ciento en las pérdidas de energía en comparación con los productos AE4 de la generación actual, ahorros de energía que ayudan a los diseñadores de vehículos eléctricos a conservar la energía de la batería y aumentar el alcance. Además, los nuevos productos son alrededor de un 10 % más pequeños y, al mismo tiempo, muy robustos. Los nuevos dispositivos Renesas logran el nivel de rendimiento más alto de la industria para IGBT al equilibrar de manera óptima las compensaciones entre baja disipación de energía y robustez. Además, los nuevos IGBT mejoran en gran medida el rendimiento y la seguridad como módulos al minimizar la variación de parámetros entre los IGBT y garantizar la estabilidad cuando los IGBT funcionan en paralelo. Estas características brindan a los ingenieros más flexibilidad al diseñar inversores más pequeños que logran un alto rendimiento.
«La demanda de semiconductores de potencia para automóviles está creciendo rápidamente a medida que los vehículos eléctricos están más disponibles», dijo Katsuya Konishi, vicepresidente de la División de Negocios de Sistemas de Energía de Renesas. “Los IGBT de Renesas ofrecen soluciones de suministro de energía robustas y altamente confiables que se basan en nuestra experiencia durante los últimos siete años en la fabricación de productos de suministro de energía para la industria automotriz. Con los últimos dispositivos que pronto se producirán en masa, ofrecemos características óptimas y una buena relación calidad-precio para los inversores EV de gama media que se espera que crezcan rápidamente en el futuro”.
Principales características de la nueva generación IGBT (AE5)
- Cuatro productos para inversores 400-800V: soporta 750V (220A y 300A) y soporta 1200V (150A y 200A)
- Rendimiento constante en todo el rango de temperatura de unión (Tj) de -40 °C a 175 °C
- El nivel de rendimiento más alto de la industria con un voltaje de encendido Vce (voltaje de saturación) de 1,3 V, un valor clave para minimizar la disipación de energía
- Densidad de corriente un 10 % mayor en comparación con los productos convencionales y tamaño de chip pequeño (100 mm2/300A) optimizado para baja pérdida de potencia y alta resistencia de entrada
- Operación paralela estable al reducir las variaciones de parámetros en VGE (apagado) a ±0.5V
- Mantiene un área de operación segura con polarización inversa (RBSOA) con un pulso de corriente Ic máximo de 600 A a temperaturas de unión de 175 °C y una clasificación de cortocircuito extremadamente robusta de 4 µs a 400 V.
- Reducción del 50 % en la dependencia de la temperatura de la resistencia de puerta (Rg). Esto minimiza las pérdidas de conmutación de alta temperatura, los transitorios de baja temperatura y la capacidad de resistencia a cortocircuitos, lo que admite diseños de alta potencia.
- Disponible como troquel desnudo (oblea)
- Permite reducir las pérdidas de energía del inversor y mejora la eficiencia energética hasta en un 6 % en comparación con el proceso AE4 actual con la misma densidad de corriente, lo que permite que los vehículos eléctricos viajen distancias más largas y consuman menos baterías.
Solución inverter para vehículos eléctricos
En los vehículos eléctricos, los motores que impulsan los vehículos están controlados por inversores. Los dispositivos de conmutación, como los IGBT, son fundamentales para minimizar el consumo de energía de los vehículos eléctricos, ya que los inversores convierten la energía de CC en la energía de CA que requieren los motores eléctricos de los vehículos eléctricos. Para ayudar a los diseñadores, Renesas ofrece la solución de referencia de inversor xEV, un diseño de referencia de hardware funcional que incluye un IGBT, un microcontrolador, un IC de administración de energía (PMIC), un IC de controlador de compuerta y un diodo de recuperación rápida (FRD) combinados. Renesas también ofrece el kit inversor xEV, que es una implementación de hardware del diseño de referencia. Además, Renesas ofrece una herramienta de calibración de parámetros del motor y el modelo de aplicación y el software para inversores xEV, que combinan un modelo de aplicación y un software de muestra para controlar el motor. Estas herramientas y programas de soporte de Renesas están diseñados para ayudar a los clientes a simplificar sus esfuerzos de desarrollo de software. Renesas planea agregar los IGBT de nueva generación a estos kits de desarrollo de hardware y software para permitir una eficiencia energética y un rendimiento aún mejores en un espacio más pequeño.
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