Renesas lança IGBTs Si de nova geração para inversores EV

Renesas lanza IGBT de Si de nueva generación para inversores de vehículos eléctricos

Renesas Electronics Corporation, un proveedor líder de soluciones avanzadas de semiconductores, anunció el desarrollo de una nueva generación de Si-IGBT (transistores bipolares de puerta aislada de silicio), que se ofrecerán en un tamaño pequeño y proporcionarán bajas pérdidas de energía.

Dirigidos a inversores para vehículos eléctricos (EV) de próxima generación, los IGBT de la generación AE5 se producirán en masa a partir del primer semestre de 2023 en las líneas de obleas de 200 y 300 mm de Renesas en la fábrica de la compañía en Naka, Japón. Renesas aumentará la producción a partir del primer semestre de 2024 en su nueva fábrica de obleas de semiconductores de potencia de 300 mm en Kofu, Japón, para satisfacer la creciente demanda de productos de semiconductores de potencia.

El proceso AE5 basado en silicio para IGBT logra una reducción del 10 % en las pérdidas de energía en comparación con los productos AE4 de la generación actual, un ahorro de energía que ayudará a los desarrolladores de vehículos eléctricos a ahorrar energía de la batería y aumentar la autonomía. Además, los nuevos productos son aproximadamente un 10% más pequeños, manteniendo una gran robustez.

Los nuevos dispositivos Renesas alcanzan el nivel más alto de rendimiento de la industria para IGBT, equilibrando de manera óptima la baja pérdida de energía y las compensaciones de robustez. Además, los nuevos IGBT mejoran significativamente el rendimiento y la seguridad como módulos al minimizar las variaciones de parámetros entre los IGBT y proporcionar estabilidad cuando los IGBT funcionan en paralelo.

Estas características brindan a los ingenieros una mayor flexibilidad para diseñar inversores más pequeños que logren un alto rendimiento.

"La demanda de semiconductores de potencia para automóviles está creciendo rápidamente a medida que los vehículos eléctricos están cada vez más disponibles", afirmó Katsuya Konishi, vicepresidente de la División Comercial de Renesas Power Systems. “Los IGBT de Renesas brindan soluciones de energía robustas y altamente confiables que se basan en nuestra experiencia en la fabricación de productos de energía para automóviles durante los últimos siete años. Con los últimos dispositivos que pronto estarán en producción en masa, estamos brindando características ideales y rentabilidad para inversores EV de rango medio que se espera que crezcan rápidamente en el futuro”.

Características

  • Cuatro productos destinados a inversores de 400-800 V: tensión soportada de 750 V (220 y 300 A) y tensión soportada de 1200 V (150 y 200 A)
  • Rendimiento estable en todo el rango de temperatura de la unión operativa de -40° a 175° C
  • El nivel más alto de rendimiento en la industria con voltaje Vce (voltaje de saturación) de 1,3 V, un valor clave para minimizar la pérdida de energía.
  • Densidad de corriente 10% mayor en comparación con productos convencionales y tamaño de chip pequeño (100 mm 2 /300 A) optimizado para bajas pérdidas de energía y alta resistencia de entrada.
  • Operación paralela estable que reduce las variaciones de parámetros para VGE (apagado) a ±0,5 V
  • Mantiene el área de operación segura de polarización inversa (RBSOA) con un pulso de corriente Ic máximo de 600 A a temperaturas de unión de 175 °C y un tiempo de resistencia a cortocircuitos altamente robusto de 4 µs a 400 V.
  • Reducción del 50% en la dependencia de la temperatura de la resistencia de la puerta (Rg). Esto minimiza las pérdidas por conmutación a alta temperatura, los picos de voltaje a baja temperatura y el tiempo de resistencia a cortocircuitos, lo que respalda diseños de alto rendimiento.
  • Disponible como matriz simple (oblea)
  • Permite reducir las pérdidas de energía del inversor, mejorando la eficiencia energética hasta en un 6% en comparación con el proceso AE4 actual a la misma densidad de corriente, permitiendo a los vehículos eléctricos viajar distancias más largas y utilizar menos baterías.

Solución inversora

Los vehículos eléctricos, los motores que impulsan los vehículos, están controlados por inversores. Los dispositivos de conmutación como los IGBT son esenciales para minimizar el consumo de energía de los vehículos eléctricos, ya que los inversores convierten la energía de CC en energía de CA requerida por los motores de los vehículos eléctricos. Para ayudar a los desarrolladores, Renesas ofrece la solución de referencia del inversor xEV, un diseño de referencia de hardware funcional que combina un IGBT, un microcontrolador, un IC de administración de energía (PMIC), un IC de controlador de puerta y un diodo de recuperación rápida (FRD).

Renesas también ofrece el kit inversor xEV, que es una implementación de hardware del diseño de referencia. Además, Renesas proporciona una herramienta de calibración de parámetros del motor y el modelo y software de aplicación del inversor xEV, que combina 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 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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