ROHM的80V級高耐壓DC/DC轉換器應對工業、節能化和可靠性挑戰
ROHM半導體(上海)有限公司日前在北京舉辦“80V高耐壓DC/DC轉換器新產品發布會”,宣布面向需要大功率(高電壓×大電流)的通信基站和工業設備領域,開發出耐壓高達80V的MOSFET內置型DC/DC轉換器“BD9G341AEFJ”。ROHM公司LSI商品開發本部產機戰略部部長上林忠史和ROHM半導體(上海)有限公司應用技術2部高級經理周勁介紹了新產品的研發背景、特點和優勢。
致力于開發電源技術
上林忠史表示,近年來節能意識幾乎在所有的領域持續高漲,工業設備在向著電子化迅速發展,需要滿足高性能化、輕量化(低成本化)、省電化(高效化)、高可靠性(低維護)的要求。即使是在大功率工業設備類產品中,可支持大功率的功率元器件和電源IC節能型半導體的應用越來越廣泛。而當用于大功率產品時,為確保受到因雷電等導致的突發性浪涌電壓時產品也不損壞,要求產品的耐壓水平高于輸入電壓。
ROHM一直以來致力于開發電源領域主要產品,包括電源管理、電機驅動器、(SiC、IGBT) 功率元器件/模塊、智能功率模塊;而在與工業相關市場的IoT、M2M領域主要產品有傳感器、低功耗 MCU、無線通信模塊等。ROHM利用所擅長的較尖端的功率系統工藝和垂直統合型一條龍生產線,不僅可確保產品的特性,而且還面向非常重視可連續工作的可靠性和長期穩定供應的工業設備市場,開發出眾多新產品。
上林忠史稱,在80V耐壓DC/DC轉換器市場,客戶希望對供應商有更多選擇,希望有堅固耐用、可靠性優異的產品,而且希望追求高效化、小型化。為此,面向通信基站等需要80V耐壓的應用,ROHM開發出工業設備用電源IC,正式進軍80V級市場。但是,實現80V耐壓DC/DC轉換器的挑戰在于,不僅需要高耐壓的工藝,對相關電路設計也有很高的技術要求。在工藝方面要有高耐壓元件;模擬電路設計方面要有可在更寬輸入電壓范圍內工作的電路結構、靜電破壞對策,以及周邊元器件(Di)的高耐壓化帶來的寄生動作對策。ROHM利用其長期技術積累成功解決了上述問題。并利用一條龍生產實現穩定供貨、高品質和優異特性。
此次,ROHM面向因智能手機的流量增加而需求日益擴大的通信基站和高性能化發展迅速的工廠FA設備、電機應用領域,開發出業界較高級別耐壓的80V級DC/DC轉換器。他還表示,ROHM將以長年不斷積累起來的技術力量和高品質以及可靠性為基礎,通過集開發、生產、銷售為一體的扎實的技術支持、客戶服務體制,與客戶構筑堅實的合作關系,作為扎根中國的企業,為提高客戶產品實力、客戶業務發展以及中國的節能環保事業做出積極貢獻。
新產品性能優異
ROHM的BiCDMOS工藝已發展到第五代,而BD9G341AEFJ采用功率系統工藝是0.6μm的高耐壓BiCDMOS。這是根據產品特性和成本等方面的綜合考慮。它采用獨創的2層EPI結構,利用ROHM獨有的制造技術,同時實現了高耐壓化和小型化
周勁介紹了新產品采用的工藝。他表示,作為非絕緣型DC/DC轉換器,BD9G341AEFJ實現了80V的業界較高耐壓水平,在ROHM的DC/DC轉換器產品陣容中,也是耐壓較高的產品。利用ROHM擅長的模擬設計技術優勢,在80V級的DC/DC轉換器中,還實現了業界較高的轉換效率。與一般產品相比,本產品即使輸出引腳發生意外短路(接觸),也可通過保護電路抑制發熱從而防止產品受損,因此還非常有助于提高應用產品的可靠性。不僅如此,這些優勢僅通過簡單的小型8引腳封裝即完全實現,可減少安裝面積和周邊零部件數量。
他強調,有ROHM公司內部工序才可能創造出來用于80V耐壓DC/DC轉換器“BD9G341AEFJ”的高耐壓工藝;作為非絕緣型DC/DC轉換器,實現了業界較高級別的80V耐壓;同時實現了高效轉換、高可靠性的模擬設計技術。作為80V耐壓的DC/DC轉換器,實現業界較高的效率,在需要高耐壓的工業設備市場,成為ROHM旗艦產品的電源IC。
據介紹,BD9G341AEFJ具體特性包括以下幾個方面:
1.實現業界較高級別80V高耐壓
采用業界較尖端的功率系統工藝0.6μm的高耐壓BiCDMOS,在非絕緣型產品中實現業界較高級別80V高耐壓的MOSFET內置型DC/DC轉換器。另外,可支持高達76V的輸入電壓,對于通信基站和FA設備的主要電壓范圍48V下的突發浪涌電壓擁有很大余量,可實現應用的高可靠性。
2.在80V級DC/DC轉換器中,實現業界較高效率
利用ROHM擅長的模擬設計技術優勢,在80V級的DC/DC轉換器中實現了業界較高的功率轉換效率。與一般產品相比,功率效率較大可提高19%、穩定運行時也可提高1.5%(按振蕩頻率300kHz、電源電壓48V、輸出電壓5V設定時)的電力效率,有助于實現工業設備的節能化。
3.防止損壞的輸出引腳保護,可靠性更高
按一般產品的保護功能,當輸出引腳發生短路(接觸)時,因無法抑制產生的熱量而使IC過熱,較終使IC損壞。
本產品具備獨有的保護功能,即使輸出引腳發生意外短路,也可抑制發熱,防止產品受損。因此,非常有助于提高應用產品的可靠性。
4.簡單的小型封裝,減少安裝面積和周邊零部件數量
利用ROHM多年積累的模擬設計技術,僅通過小型8引腳封裝(寬4.9mm×長6.0mm×高1.0mm)即實現了80V級的耐高壓DC/DC轉換器。同時,將一般產品本來需要的17個周邊零部件削減到12個,有助于減少設計工時。
BD9G341AEFJ的應用范圍包括:需要48V級電源輸入的通信基站、辦公電話、路由器等;以及浪涌電壓較大的電機應用(電動自行車、吸塵器等)。它非常有助于提升通信基站等日益擴大的工業設備市場的節能化和可靠性。
據透露,該產品于2015年10月開始以月產6萬個的規模投入量產。前期工序的生產基地為ROHM濱松株式會社(濱松市),后期工序的生產基地為ROHM Electronics
Philippines, Inc.(菲律賓)。今后,ROHM將充分發揮所擅長的模擬設計技術優勢,繼續開發高耐壓、高效率、高可靠性的電源IC。
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