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Jul 06, 2023

IGBTs de silício visam inversores de veículos elétricos

Spencer queixo | 06 de setembro de 2022 Renesas Electronics Corp. desenvolveu um novo

Spencer queixo | 06 de setembro de 2022

A Renesas Electronics Corp. desenvolveu uma nova geração de Si-IGBTs (transistores bipolares de porta isolada de silício) para inversores de veículos elétricos (EVs) de última geração. O processo AE5 baseado em silício para IGBTs atinge uma redução de 10% nas perdas de energia em comparação com os produtos AE4 de geração atual da empresa. A Renesas espera que a economia de energia dos novos IGBTs ajude os desenvolvedores de veículos elétricos a economizar energia da bateria e aumentar a autonomia. A empresa diz que os novos produtos são aproximadamente 10% menores que seus antecessores.

De acordo com Renesas, 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 fornecem aos engenheiros maior flexibilidade para projetar inversores menores que alcançam alto desempenho.

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A série IGBT inclui quatro produtos voltados para inversores de 400 a 800 V: tensão suportável de 750 V (220 A e 300 A) e tensão suportável de 1200 V (150 A e 200 A). Os IGBTs operam em uma faixa de temperatura de junção de -40°C a 175°C e mantêm as características de desempenho em uma tensão Vce (tensão de saturação) de 1,3 V. Os dispositivos mantêm uma área operacional segura de polarização reversa (RBSOA) com um pulso de corrente Ic máximo de 600 A a 175 °C de temperatura de junção e exibe um tempo de resistência a curto-circuito de 4 µs a 400 V.

O pequeno tamanho do chip dos IGBTs (100 mm2/300 A) otimiza para baixas perdas de energia e alta resistência de entrada. O design do chip atinge uma redução de 50% na dependência da temperatura da resistência do portão (Rg). Isso, por sua vez, minimiza as perdas de comutação em altas temperaturas, picos de tensão em baixas temperaturas e tempo de resistência a curto-circuito, suportando projetos de alto desempenho. Os dispositivos fornecem eficiência de energia ligeiramente maior em relação aos seus antecessores na mesma densidade de corrente, permitindo que os EVs percorram distâncias maiores e usem menos baterias.

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A Renesas produzirá em massa os IGBTs de geração AE5 no primeiro semestre de 2023 nas linhas de wafer de 200 e 300 mm da Renesas na fábrica da empresa em Naka, Japão. Mais tarde, a Renesas aumentará a produção a partir do primeiro semestre de 2024 em sua nova fábrica de wafer de 300 mm em Kofu, Japão.

Para auxiliar os desenvolvedores, a Renesas oferece a solução de referência do inversor xEV, um projeto 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 xEV Inverter Kit, que é uma implementação de hardware do projeto de referência. A Renesas planeja adicionar os IGBTs de nova geração a esses kits de desenvolvimento de hardware e software para permitir eficiência de energia e desempenho ainda melhores em um espaço menor.

Amostras da versão de tensão suportável de 750 V com 300 A já estão disponíveis.

Spencer Chin é um Editor Sênior da Design News que cobre o setor de eletrônicos. Ele tem muitos anos de experiência cobrindo desenvolvimentos em componentes, semicondutores, subsistemas, energia e outras facetas da eletrônica, tanto de uma perspectiva de negócios/cadeia de suprimentos quanto de tecnologia. Ele pode ser contatado em [email protected]

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