Renesas dévoile des IGBT Si de nouvelle génération pour les onduleurs de véhicules électriques

Renesas Electronic Devices Corporation (TSE : 6723), l’un des principaux fournisseurs d’options de semi-conducteurs sophistiqués, a annoncé l’avancement d’une nouvelle génération de Si-IGBT (transistors bipolaires à grille isolée au silicium) qui seront utilisés dans un faible encombrement tout en offrant de faibles pertes de puissance. Axés sur les onduleurs de voiture électrique (EV) de nouvelle génération, les IGBT de génération AE5 seront produits en série à partir du tout premier semestre 2023 sur les lignes de plaquettes de 200 et 300 mm de Renesas dans l’usine de la société à Naka, au Japon. En outre, Renesas accélérera la production à partir du tout premier semestre 2024 dans sa toute nouvelle usine de fabrication de tranches de semi-conducteurs de puissance de 300 mm à Kofu, au Japon, afin de répondre à la demande croissante de produits de semi-conducteurs de puissance.

Le Le processus AE5 à base de silicium pour les IGBT permet d’obtenir une diminution de 10 % des pertes de puissance par rapport aux éléments AE4 de la génération actuelle, une économie d’énergie qui aidera les concepteurs de véhicules électriques à économiser l’énergie de la batterie et à augmenter l’autonomie. De plus, les tout nouveaux produits sont environ 10 % plus petits tout en conservant une efficacité élevée. Les tout nouveaux gadgets Renesas atteignent le plus haut niveau de performance de l’industrie pour les IGBT en stabilisant de manière optimale les faibles pertes de puissance et les compromis de robustesse. De plus, les nouveaux IGBT améliorent considérablement l’efficacité et la sécurité en tant que modules en réduisant les variations de spécifications entre les IGBT et en offrant une stabilité lors du fonctionnement des IGBT en parallèle. Ces fonctions offrent aux ingénieurs une plus grande polyvalence pour concevoir des onduleurs de plus petite taille qui atteignent des performances élevées.

« La demande de semi-conducteurs de puissance automobile augmente rapidement, car les véhicules électriques finissent par être plus facilement disponibles », a déclaré Katsuya Konishi, vice-président du département d’organisation du système électrique de Renesas. « Les IGBT de Renesas fournissent des services d’alimentation extrêmement fiables et robustes qui se développent sur notre expérience dans la fabrication de produits d’alimentation de qualité automobile au cours des 7 dernières années. Avec les gadgets les plus récents qui seront bientôt en production de masse, nous fournissons des fonctions optimales et une rentabilité pour onduleurs EV de milieu de gamme qui devraient connaître une croissance rapide à l’avenir. »

Caractéristiques principales de l’IGBT de nouvelle génération (AE5)

• Quatre produits ciblant 400-800V onduleurs : 750 V supportent la tension (220 A et 300 A) et 1 200 V supportent la tension (150 A et 200 A)
• Efficacité constante sur toute la plage de température de jonction de fonctionnement (Tj) à partir de -40 °C
• à 175 °C Le plus haut niveau d’efficacité de l’industrie avec une tension Vce (tension de saturation) de 1,3 V, une valeur cruciale pour minimiser la perte de puissance
• Densité actuelle 10 % supérieure à celle des éléments conventionnels et petite taille de puce (100 mm2/300 A) amélioré pour de faibles pertes de puissance et une résistance d’entrée élevée
• Fonctionnement parallèle régulier par diminution g variations de spécification de VGE (off) à ± 0,5 V
• Maintient la zone de fonctionnement sûre à prédisposition inverse (RBSOA) avec une impulsion de courant Ic maximale de 600 A à des niveaux de température de jonction de 175 °C et un circuit court très robuste tenue contre un temps de 4 µs à 400 V.
• Réduction de 50 % de la dépendance à la température de la résistance de grille (Rg). Cela réduit les pertes de commutation à haute température, les pics de tension à basse température et le temps de résistance aux courts-circuits, prenant en charge des styles à haut rendement.
• Disponible sous forme de puce nue (wafer)
• Rend cela possible pour une réduction des pertes de puissance de l’onduleur, améliorant l’efficacité énergétique jusqu’à 6 % par rapport au processus AE4 actuel avec exactement la même densité existante, permettant aux véhicules électriques de parcourir de plus longues distances et d’utiliser moins de batteries.

Option onduleur pour VE

Dans les VE, les moteurs qui alimentent les camions sont gérés par des onduleurs. Les gadgets de commutation tels que les IGBT sont essentiels pour minimiser la consommation d’énergie des véhicules électriques, car les onduleurs transforment le courant continu en courant alternatif dont les moteurs de camions électriques ont besoin. Pour aider les développeurs, Renesas propose l’option de référence d’onduleur xEV, un style de référence matériel fonctionnel qui intègre un IGBT, un microcontrôleur, un circuit intégré de gestion de l’alimentation (PMIC), un circuit intégré de pilote de grille et une diode de récupération rapide (FRD). Renesas propose également le xEV Inverter Set, qui est une application matérielle de la conception de référence. En outre, Renesas fournit un outil d’étalonnage des paramètres du moteur et l’application logicielle et de conception d’applications xEV Inverter, qui intègre un modèle d’application et un exemple de logiciel pour la gestion du moteur. Ces outils et programmes d’assistance de Renesas sont développés pour aider les consommateurs à simplifier leurs efforts de développement de logiciels. Renesas se prépare à ajouter les IGBT de nouvelle génération à ces packages de développement logiciel et matériel pour permettre des performances et des performances énergétiques encore meilleures dans un encombrement réduit.