A Renesas Electronics Corporation, principal fornecedora de soluções avançadas de semicondutores, anunciou o desenvolvimento de uma nova geração de Si-IGBTs (transistores bipolares de porta isolada de silício), que serão oferecidos em um espaço pequeno, proporcionando baixas perdas de energia.
Voltados para inversores de veículos elétricos (EVs) de próxima geração, os IGBTs da geração AE5 serão produzidos em massa a partir do primeiro semestre de 2023 nas linhas de wafer de 200 e 300 mm da Renesas na fábrica da empresa em Naka, Japão. Além disso, a Renesas aumentará a produção a partir do primeiro semestre de 2024 em sua nova fábrica de wafer de semicondutores de potência de 300 mm em Kofu, Japão, para atender à crescente demanda por produtos semicondutores de potência.
O processo AE5 baseado em silício para IGBTs alcança uma redução de 10% nas perdas de energia em comparação com os produtos AE4 da geração atual, uma economia de energia que ajudará os desenvolvedores de EV a economizar energia da bateria e aumentar a autonomia de condução. Além disso, os novos produtos são aproximadamente 10% menores, mantendo alta robustez.
Os novos dispositivos Renesas alcançam o mais alto nível de desempenho do setor para IGBTs, equilibrando de maneira ideal a baixa perda de energia e as compensações de robustez. Além disso, os novos IGBTs melhoram significativamente o desempenho e a segurança como módulos, minimizando as variações de parâmetros entre os IGBTs e proporcionando estabilidade ao operar IGBTs em paralelo.
Esses recursos proporcionam aos engenheiros maior flexibilidade para projetar inversores menores que alcançam alto desempenho.
“A demanda por semicondutores de energia automotiva está crescendo rapidamente, à medida que os veículos elétricos se tornam mais amplamente disponíveis”, disse Katsuya Konishi, vice-presidente da Divisão de Negócios de Sistemas de Energia da Renesas. “Os IGBTs da Renesas fornecem soluções de energia robustas e altamente confiáveis que se baseiam em nossa experiência na fabricação de produtos de energia para automóveis nos últimos sete anos. Com os dispositivos mais recentes que em breve estarão em produção em massa, estamos fornecendo recursos ideais e desempenho de custo para inversores EV de médio porte que deverão crescer rapidamente no futuro.”
Características
- Quatro produtos voltados para inversores de 400-800 V: tensão suportável de 750 V (220 e 300 A) e tensão suportável de 1200 V (150 e 200 A)
- Desempenho estável em toda a faixa de temperatura da junção operacional de -40° a 175° C
- O mais alto nível de desempenho do setor com tensão Vce (tensão de saturação) de 1,3 V, um valor fundamental para minimizar a perda de energia
- Densidade de corrente 10% maior em comparação com produtos convencionais e tamanho de chip pequeno (100 mm2/300A) otimizado para baixas perdas de potência e alta resistência de entrada
- Operação paralela estável reduzindo variações de parâmetros para VGE(off) para ±0,5V
- Mantém a área operacional segura de polarização reversa (RBSOA) com um pulso de corrente Ic máximo de 600A a temperaturas de junção de 175°C e um tempo de resistência a curto-circuito altamente robusto de 4µs a 400V.
- Redução de 50% na dependência da temperatura da resistência da porta (Rg). Isso minimiza perdas de comutação em altas temperaturas, picos de tensão em baixas temperaturas e tempo de resistência a curto-circuito, suportando projetos de alto desempenho.
- Disponível como matriz simples (wafer)
- Permite uma redução nas perdas de energia do inversor, melhorando a eficiência energética em até 6% em comparação com o atual processo AE4 na mesma densidade de corrente, permitindo que os EVs percorram distâncias mais longas e utilizem menos baterias.
Solução inversora
EVs, os motores que alimentam os veículos, são controlados por inversores. Dispositivos de comutação, como IGBTs, são essenciais para minimizar o consumo de energia dos VEs, pois os inversores convertem a energia CC em energia CA exigida pelos motores dos veículos elétricos. Para ajudar os desenvolvedores, a Renesas oferece a solução de referência do inversor xEV, um design de referência de hardware funcional que combina um IGBT, microcontrolador, IC de gerenciamento de energia (PMIC), IC de driver de porta e diodo de recuperação rápida (FRD).
A Renesas também oferece o Kit Inversor xEV, que é uma implementação de hardware do design de referência. Além disso, a Renesas fornece uma ferramenta de calibração de parâmetros do motor e o modelo e software de aplicação do inversor xEV, que combina um modelo de aplicação e um software de amostra para controlar o motor.
Essas ferramentas e programas de suporte da Renesas foram projetados para ajudar os clientes a simplificar seus esforços de desenvolvimento de software. A Renesas planeja adicionar IGBTs de nova geração a esses kits de desenvolvimento de hardware e software para permitir eficiência energética e desempenho ainda melhores em um espaço menor.
