Toshiba mejora la eficiencia de los SMPS con MOSFETs de super unión de 600V

Para fuentes de alimentación conmutadas (SMPS), sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) e inversores fotovoltaicos, Toshiba Electronics Europe GmbH ha ampliado su serie DTMOSVI de 600V con nuevos MOSFETs de potencia de super unión de canal N con diodos de alta velocidad integrados. Los dispositivos están diseñados para reducir las pérdidas de conmutación y mejorar la eficiencia en circuitos de conversión de potencia de alto voltaje, al tiempo que permiten diseños de sistemas compactos.

Un dispositivo clave de la serie alcanza una resistencia típica de encendido drenador-fuente (RDS(ON)) de 0,050Ω en un encapsulado DFN8×8, lo que permite una alta eficiencia en diseños con limitaciones de espacio.

Diodo de recuperación rápida integrado para mejorar el rendimiento de conmutación
Los nuevos MOSFETs incorporan un diodo de recuperación rápida de alta velocidad (HSD) integrado, habilitado mediante tecnología de control de vida útil. Esta técnica introduce defectos controlados en la estructura del semiconductor para acelerar la recombinación de portadores, mejorando las características de recuperación inversa.

Como resultado, el tiempo de recuperación inversa (trr) se reduce aproximadamente en un 60% y la carga de recuperación inversa (Qrr) en alrededor de un 85% en comparación con dispositivos equivalentes sin diodos de recuperación rápida integrados (condiciones de medición: VDD=400V, VGS=0V, IDR=20A, -dIDRa=25°C).

Estas mejoras son particularmente relevantes para circuitos en puente y topologías de inversores, donde el comportamiento de recuperación del diodo afecta directamente las pérdidas de conmutación, la interferencia electromagnética (EMI) y la eficiencia general del sistema.

Reducción de pérdidas de conducción y conmutación mediante optimización del diseño
La serie DTMOSVI utiliza una estructura de puerta optimizada y un proceso de fabricación mejorado para mejorar los principales parámetros de rendimiento. En comparación con la generación anterior DTMOSIV-H con la misma tensión nominal, el producto reduce:

Valores más bajos de estos parámetros se traducen en menores pérdidas de conducción, menor energía de accionamiento de puerta y una mayor eficiencia de conmutación. Esto es fundamental para sistemas de conversión de potencia de alta frecuencia, donde tanto las pérdidas dinámicas como las estáticas afectan el rendimiento térmico y el consumo energético.

Flexibilidad de encapsulado para restricciones térmicas y de espacio
Los siete nuevos dispositivos están disponibles en múltiples opciones de encapsulado, incluyendo TO-247, TOLL y DFN8×8. Esto permite a los ingenieros seleccionar componentes en función de la densidad de potencia, los requisitos de disipación térmica y las limitaciones de diseño del PCB.

El encapsulado DFN8×8, en particular, admite diseños compactos manteniendo una baja resistencia de encendido, lo que lo hace adecuado para fuentes de alimentación de servidores de alta densidad y otras aplicaciones con limitaciones de espacio.

Herramientas de soporte de diseño para un desarrollo más rápido
Para respaldar el diseño y la validación de circuitos, Toshiba proporciona modelos SPICE adaptados a diferentes niveles de precisión de simulación. El modelo SPICE G0 permite una verificación funcional rápida, mientras que el modelo G2 reproduce características transitorias detalladas.

Además, el simulador de circuitos en línea permite a los ingenieros evaluar el comportamiento del circuito sin necesidad de configurar un entorno de simulación local, simplificando las primeras etapas de diseño y optimización.

Aplicaciones en la conversión de potencia de alta eficiencia
Los MOSFETs están destinados a su uso en SMPS para servidores de centros de datos, sistemas UPS y acondicionadores de potencia fotovoltaica, donde la eficiencia, la gestión térmica y la fiabilidad son factores de diseño críticos.

Al combinar baja resistencia de encendido, mejora en la recuperación del diodo y menores pérdidas de conmutación, los dispositivos contribuyen a una mayor eficiencia del sistema y respaldan los esfuerzos continuos para reducir el consumo energético en aplicaciones industriales y energéticas.

Editado por la periodista industrial Natania Lyngdoh — Adaptado por IA.

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