松下开发出了运用无线供电技能在半导基板上以小面积完成功率器材驱动电路的技能。运用该技能可在基板上制作马达逆变器等运用的大功率晶体管的绝缘型栅极驱动电路。将来有望完成将栅极驱动电路和功率器材集成在一枚芯片上的逆变器IC。该公司已证明,试制的驱动电路可以实践驱动GaN(氮化镓)功率元件注1)。
搭载了此次开发的驱动电路的试制芯片。电路的尺度为5.0mm&TImes;2.5mm。
注1)试制品的驱动电路集成有①电力与信号的发送电路(5.8GHz振荡器、以PWM信号施行调制的混频器)、②起耦合器效果的一对天线、③由两套整流电路构成的电力与信号的接纳电路。
在构成绝缘型栅极驱动电路时,一般需求装备带绝缘变压器的电源电路(绝缘电源)以及光耦合器(图1)。因为这些元件的制作技能及材料不同,因而很难集成在一枚半导体芯片上。松下此次经过运用无线供电技能,在保证绝缘的一起完成了信号和电力的传输。而且还可省去光电耦合器。运用微波一起供给加载有晶体管开关操控信息的PWM信号,以及栅极驱动用电力。
图1:省去光电耦合器
松下在功率器材的驱动电路上选用了依据微波的无线供电技能。省去了以往办法所需求的光电耦合器,可将栅极驱动部分与功率元件集成为一体。(图片由《日经电子》依据松下的材料制成)
松下为完成电力传输用耦合器的小型化下了一番时间。首先是选用了“蝶型”的天线。凭仗切掉一部分的环路形状,使电磁场集中于特定范围内,提高了传输功率。
而且,经过在耦合器的接口间设置别离布线,可经过1个耦合器向电力与信号的接纳部分发送两套信号。经过选用别离布线可将耦合器的专用面积减小一半。而一般情况下,关于PWM信号上升和下降需求预备两个耦合器。
别的,不运用光电耦合器完成绝缘的办法中还有运用片上变压器的技能。美国亚德诺半导体等公司已推出相关产品。这些产品的耐压为2.5kV左右,但松下开发的产品耐压高达9.6kV。