SiC 문제를 해결하는 새로운 게이트 드라이버 IC 제품군

May 22, 2023

SiC 기반 MOSFET이 전력 산업에서 주목을 받음에 따라 제조업체는 MOSFET을 위한 효율적인 전력 스위치를 제공하기 위해 밤낮으로 노력하고 있습니다. 이 기사에서는 전력 반도체 업계에서 최근 공개된 최신 게이트 드라이버 IC를 중점적으로 다룹니다.

Infineon은 2EDi 게이트 드라이버 제품군을 추가하여 EiceDRIVER 포트폴리오를 확장하고 있습니다. EiceDRIVER 포트폴리오는 갈바닉 절연 게이트 드라이버 IC를 위해 코어리스 변압기를 활용하며 새로운 2EDi 제품군도 이에 따릅니다. IC는 Si MOSFET, SiC MOSFET 및 GaN 전원 스위치를 구동하도록 설계되었습니다. 이 회사는 새로운 제품군이 고성능 CoolMOS, CoolSiC 및 OptiMOS MOSFET 하프 브리지에서 강력하게 작동하도록 설계되었다고 밝혔습니다.

최신 이중 채널 갈바닉 절연 게이트 드라이버는 SMPS(스위치 모드 전원 공급 장치) 애플리케이션을 대상으로 합니다. Infineon에 따르면 이 장치는 1차측 및 2차측 제어 하드 및 소프트 스위칭 토폴로지에서 성능을 향상하고 작동을 최적화합니다. 전파 지연 정확도가 높고 채널 간 불일치가 낮은 이 제품은 고속 스위칭 전력 시스템에 유용할 수 있습니다.

이 제품은 시동 및 2μs 이하의 빠른 복구 시간을 갖춘 UVLO(저전압 차단 기능)가 특징입니다. 코어리스 변압기 기술로 인해 이 제품은 높은 공통 모드 과도 내성을 특징으로 합니다. 또한 내장된 출력 클램핑 회로는 특히 게이트 드라이버 전압 공급이 UVLO 임계값보다 낮을 때 출력 잡음을 제거합니다.

납 함유 DSO 및 무연 LGA 패키지로 제공되는 이 제품은 저전압 애플리케이션에서 최대 36%의 공간을 절약하는 것으로 보고되었습니다. 2EDi 제품군의 신제품은 부품 번호 2EDB8259F, 2EDB7259Y, 2EDB8259Y 및 2EDB9259Y로 시판됩니다.

최근 업계에 출시된 또 다른 게이트 드라이버는 Power Integrations에서 제조한 IGBT/SiC 모듈의 SCALE-iFlex LT NTC 제품군입니다. Infineon의 게이트 드라이버와 마찬가지로 SCALE-iFlex LT NTC 제품군은 SiC MOSFET 애플리케이션에 사용하기에 적합한 이중 채널 게이트 드라이버입니다. 이 제품은 1200V ~ 3300V 범위의 IGBT 전압 등급을 지원하므로 Mitsubishi LV100 및 Infineon XHP 2와 같은 IGBT(절연 게이트 양극 트랜지스터) 모듈과 함께 사용할 수 있습니다.

SCALE-iFlex LT NTC 게이트 드라이버 IC 제품군은 MAG(모듈 적응 게이트) 드라이버(2SMLT0220D2C0C)와 IMC(절연 마스터 제어)(2SILT1200T2A0C-33)로 구성됩니다. Power Integrations에 따르면 IMC 장치는 병렬 연결에서 최대 4개의 MAG를 지원합니다. 단일 IMC 장치의 MAG 간 병렬 연결은 공간 절약에 도움이 됩니다.

이 제품은 컬렉터-이미터 전압이 사전 정의된 임계값을 넘을 때 전력 반도체가 부분적으로 켜지도록 하는 능동 클램핑 기능을 갖추고 있습니다. 이는 반도체를 선형 작동 상태로 유지합니다.

이 장치에는 전체 시스템 관찰을 위한 온도 판독 기능이 포함되어 있습니다. 게이트 드라이버는 전력 모듈의 음의 온도 계수 데이터를 모니터링함으로써 컨버터 시스템의 열을 정확하게 관리할 수 있습니다. 작동 중에 각 MAG는 연결된 전원 모듈의 NTC 온도를 감지합니다. 감지된 신호는 IMC로 전달되고 측정은 전기 인터페이스를 통해 수행됩니다.

이 제품은 또한 보드의 구성 요소를 보호하는 컨포멀 코팅 기능을 갖추고 있습니다. 컨포멀 코팅 공정은 높은 신뢰성을 달성하는 데 도움이 되며 가혹한 조건과 오염된 환경에서 사용하기에 적합한 제품을 만듭니다.

이번 전력 정리를 마무리하기 위해 Mitsubishi Electric의 새로운 쇼트키 배리어 다이오드(SBD) 내장 SiC MOSFET 모듈을 살펴보겠습니다.

SiC 기반 장치는 철도 시스템의 전력 변환과 같은 대규모 애플리케이션용으로 설계되었습니다. SiC 장치는 전력 및 에너지 효율성이 높기 때문에 해당 제품이 실리콘 장치보다 탄소 배출량이 적다고 Mitsubishi는 말합니다. SBD를 내장한 SiC-MOSFET은 스위칭 손실을 91% 감소시킨다고 합니다. 이는 철도, 전력 시스템 등 대형 산업 장비용 인버터 시스템의 높은 효율성과 신뢰성을 보장합니다.