마이크로칩, 1700V MOSFET 다이, 디스크리트, 
파워 모듈 포함한 SiC 포트폴리오로 운송 시스템
개발자를 위한 효율성 및 전력 밀도 옵션 확장


오늘날 상용차의 추진력을 강화하는 전기 충전 시스템, 보조 전원 시스템, 태양열 인버터, 반도체 변압기 및 기타 운송 및 산업용 애플리케이션 모두 고전압 스위칭 전력 디바이스에 의존한다. 이에 마이크로칩은 28일, 1700V SiC MOSFET 다이, 디스크리트, 파워 모듈을 출시해 실리콘 카바이드(SiC) 포트폴리오를 확장했다.

마이크로칩 1700V SiC 기술은 실리콘(Si) IGBT의 대안이다. 과거 개발자는 Si IGBT의 손실에 따른 스위칭 주파수 제한으로 인해 성능 일부를 포기하고 복잡한 토폴로지를 사용할 수밖에 없었다. 또한, 변압기로 인해 전력 전자 시스템의 크기와 무게가 늘자, 스위칭 주파수를 늘려 이를 줄여왔었다.

IGBT를 대체하는 신규 SiC 제품군은 부품 수를 줄여 효율성을 높이며, 제어 방식을 간소화한 2-레벨 토폴로지를 사용할 수 있다. 이 밖에도 스위칭 제한 없이 전력 전환 장치의 크기와 무게를 절감해 적은 시스템 비용으로 더 많은 충전소를 위한 공간과 유료 승객, 화물 추가 공간을 확보할 수 있다. 이로써 고중량 차량, 전기 버스, 기타 배터리 구동 상용차 범위와 동작 시간을 확장한다.

레옹 그로스(Leon Gross) 마이크로칩 디스크리트 제품 부문 부사장은 “운송 시스템 개발자는 차량 크기를 키우기 어려워도 더 많은 사람과 물품을 실어야 한다는 지속적인 요구를 충족시켜야 한다”라며, “이를 달성하는 가장 좋은 방법은 고전압 SiC 전력 디바이스와 효율 높은 전력 전환 장치를 사용하는 것”이라고 말했다.

해당 제품군은 게이트 산화물 안전성이 특징으로, 반복 UIS(R-UIS) 테스트를 10만 회 수행한 후에도 임계 전압에 변화가 없었다. 또한, R-UIS 테스트에서 우수한 애벌런치 견고성 및 파라미터 상의 안정성을 증명했고, 게이트 산화물 안정성으로 시스템 수명에 걸쳐 안정적인 동작을 보여줬다. 

바디 다이오드는 성능 저하가 없고, SiC MOSFET이 탑재돼 외부 다이오드가 필요없다. 단락 회로 내구성은 IGBT와 비슷하며, 유해한 전기 과도현상을 견딜 수 있다. 0~175℃의 접합 온도에서 보다 평평한 RDS(on) 곡선을 사용하므로 온도에 민감한 여타 SiC MOSFET 대비 전력 시스템을 안정적으로 운영할 수 있다.

마이크로칩은 표준 및 커스터마이징된 포맷으로 제공되는 애질스위치(AgileSwitch®) 디지털 프로그래머블 게이트 드라이버 제품군과 광범위한 디스크리트 및 파워 모듈 패키징을 통해 마이크로칩 기술 채택을 간소화한다. 이들 게이트 드라이버는 벤치탑에서 생산에 이르는 SiC 개발 과정을 가속한다.

마이크로칩의 다른 SiC 제품으로는 베어(bare) 다이 및 다양한 디스크리트 및 파워 모듈 패키지로 제공되는 MOSFET 제품군과 700V 및 1200V 쇼트키 배리어 다이오드가 있다. 마이크로칩은 인하우스 SiC 다이 생산을 낮은 인덕턴스 전력 패키징 및 디지털 프로그래머블 게이트 드라이버로 통합해 개발자에게 크기가 작고 효율적이며, 신뢰성이 높은 최종 제품을 개발할 수 있도록 돕는다.

MPLAB® 민디(Mindi™) 아날로그 시뮬레이터와 호환되는 마이크로칩 SiC SPICE 시뮬레이션 모델은 시스템 개발자가 하드웨어 디자인 전에 스위칭 성능을 시뮬레이션할 수 있도록 리소스를 제공한다. 인텔리전트 컨피규레이션 툴(ICT)은 마이크로칩의 애질스위치 디지털 프로그래머블 게이트 드라이브 제품군에 대한 효율적인 SiC 게이트 드라이버 설정을 모델링할 수 있도록 지원한다.