IGBT de 650 V de grado automotriz para sistemas auxiliares

ROHM lanza su cuarta generación de transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) de 650 V diseñados para aplicaciones de potencia automotrices e industriales de alto voltaje. Esta tecnología de semiconductores proporciona una conmutación y una gestión térmica optimizadas para los sistemas auxiliares de vehículos eléctricos, dirigiéndose específicamente a compresores eléctricos y calentadores de alto voltaje.

Aplicaciones auxiliares automotrices e industriales
A medida que el mercado de vehículos eléctricos cambia hacia voltajes de funcionamiento más altos, los fabricantes adoptan cada vez más la tecnología de carburo de silicio (SiC) para inversores de tracción de alta potencia. Sin embargo, los IGBT de silicio de 650 V siguen siendo los dispositivos de conmutación estándar para circuitos auxiliares de menor potencia debido a su rentabilidad y confiabilidad. Los casos de uso automotriz específicos incluyen el accionamiento de compresores eléctricos para el control del clima y la gestión de la distribución de energía en calentadores de alto voltaje (HV). En entornos industriales, estos transistores se integran en accionamientos de motores, sistemas de calefacción e inversores de fabricación. La densidad de corriente mejorada permite a los diseñadores de equipos reducir el tamaño físico de estos módulos de potencia, ahorrando un espacio valioso en envolventes eléctricos densos.

Arquitectura de semiconductores y rendimiento eléctrico
Para satisfacer las demandas competitivas de eficiencia energética y confiabilidad operativa, los ingenieros rediseñaron el proceso interno del componente y la estructura de terminación de los bordes. Esta revisión estructural aumenta la densidad de corriente general al tiempo que minimiza tanto las pérdidas de conducción como las de conmutación. Los componentes resultantes alcanzan un voltaje de saturación colector-emisor (VCE(sat)) de 1,55 V.

En los circuitos de inversores y calentadores, los dispositivos de potencia deben poseer suficiente tolerancia a cortocircuitos para soportar el tiempo necesario para que los controladores del sistema detecten e interrumpan eventos de sobrecorriente. A pesar del compromiso físico entre la reducción de la pérdida de conducción y el mantenimiento de la tolerancia a cortocircuitos, la nueva arquitectura garantiza un tiempo de resistencia a cortocircuitos de 7 microsegundos a una temperatura de unión (Tj) de 25 °C. Este parámetro previene fallas catastróficas durante fallas eléctricas. Además, los dispositivos cumplen totalmente con el estándar de confiabilidad automotriz AEC-Q101.

Configuraciones de encapsulado y disponibilidad de componentes
La línea inicial de componentes incluye 12 productos discretos en el encapsulado TO-247N, designados como las series RGAxxTS65HR y RGAxxTS65EHR. Además, hay 10 variantes de obleas desnudas (bare wafers) disponibles bajo la serie SG83xxWN. Proporcionar tanto encapsulados discretos como obleas desnudas introduce una flexibilidad crítica en la cadena de suministro de semiconductores automotrices, lo que permite a los fabricantes de módulos personalizar sus estrategias de integración térmica y eléctrica.

Los equipos de ingeniería están desarrollando activamente 12 variantes adicionales utilizando el encapsulado TO-247-4L. Las fases de desarrollo futuras ampliarán la cartera con encapsulados compactos de montaje en superficie TO-263L que cuentan con capacidades de enfriamiento superior (TSC) para mejorar aún más la disipación térmica en placas de circuito impreso de alta densidad. Los encapsulados TO-247N y las obleas desnudas seleccionadas están disponibles actualmente a través de redes estándar de distribución de componentes electrónicos.

Contexto adicional
Esta sección detalla especificaciones técnicas y evaluaciones comparativas de la competencia que no se incluyen en el comunicado de prensa original.

El mercado de IGBT de 650 V de grado automotriz es altamente competitivo y se caracteriza por la optimización continua de arquitecturas de parada de campo con puerta de trinchera (trench-gate field-stop) para equilibrar las pérdidas de conmutación con una protección sólida contra cortocircuitos. Los semiconductores de potencia discretos comparables en esta clase incluyen la serie EDT2 de Infineon Technologies y los IGBT trench-gate field-stop STPOWER de STMicroelectronics. Los criterios de evaluación comparativa estándar para esta categoría de componentes se centran en el voltaje de saturación colector-emisor (VCE(sat)) y el tiempo de resistencia a cortocircuitos (tsc). Los componentes de la competencia suelen ofrecer un VCE(sat) que oscila entre 1,50 V y 1,65 V, junto con tolerancias a cortocircuitos de 5 a 8 microsegundos. Con un VCE(sat) de 1,55 V y una clasificación de cortocircuito de 7 microsegundos, la arquitectura de cuarta generación se alinea directamente con las especificaciones de nivel superior de los proveedores de semiconductores Tier 1 contemporáneos, proporcionando salvaguardas térmicas y eléctricas equivalentes para entornos automotrices exigentes.

Editado por Aishwarya Mambet, editora de Induportals, con asistencia de IA.

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