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车载肖特基二极管耐压可提升至200V,有望代替快康复/整流二极管

王 莹 (《电子产品世界》,北京 100036)摘   要:在车载二极管市场,200 V产品的需求量越来越大,传统是整流二极管和快恢复二极管主导的领域;不过,现在出现了颠覆者,通过改进肖特基势

  王 莹 (《电子产品国际》,北京 100036)

  摘   要:在车载二极管商场,200 V产品的需求量越来越大,传统是整流二极管快康复二极管主导的范畴;不过,现在呈现了颠覆者,经过改进肖特基势垒二极管的阻挠金属材料,肖特基势垒二极管可完成高达200 V的耐压,然后明显改进正向电压V F 特性(比以往FRD低约11%)。例如,ROHM已推出了这种新式肖特基势垒二极管(SBD),完成了小型化、耐高温、低功耗。

  关键词:肖特基;二极管;快康复整流

  1 肖特基在车载范畴的潜力大

  二极管首要由几种产品构成。如图1,小电压、小电流时一般选用齐纳二极管或TVS(瞬态电压按捺)二极管,小电压、大电流时用肖特基势垒二极管(SBD),大电压、大电流时是整流二极管或快康复二极管(FRD),高电压选用新材料——碳化硅肖特基。

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  二极管特别是肖特基二极管在轿车业有很大的使用。首要增长点可归纳为“CASE”。C是Connected(衔接),指与外部相连的信息文娱体系,因为信息文娱体系越来越丰厚,所需求的ECU(电控单元)会越来越多。可是轿车里的方位和空间是固定不变的,因而只能在有限的体积下把功用做得越来越多,这就需求产品越来越小型化。肖特基二极管的特点是小型化和高效。

  尽管商场现在用FRD更多一些,但估计肖特基二极管的商场潜力大。

  “A”指自动驾驶(Autonomous)。跟着肖特基二极管的小型化、高效化,能够得到越来越多的使用。

  “S”指“Share”,即网关。跟着外部衔接和内部衔接的添加,体系越来越杂乱。跟着小型化、高效化和高可靠性的改进,使得肖特基二极管有越来越广泛的使用。

  “E”指电气化,比如OBC(车载充电器)、逆变器、DC/DC或LED灯等。

  此外,在小型化和高效化之外,车载产品还有一个特殊要求:在高温环境下能够安稳作业。因而关于在高温环境下能够更好作业的肖特基二极管需求会越来越多。

  实际上,轿车上除了电池、电机(注:因电池和电机没有电路)外,从摄像头一向到主机逆变器,都需求肖特基二极管,所以肖特基二极管在车载商场是需求较大的产品。

  2 ROHM的新产品RBxx8BM/NS200:耐高温、节能和小体积

  2019年8月,罗姆株式会社(ROHM)推出了型号为RBxx8BM/NS200的肖特基二极管,是能够在高温环境下作业的超低I R 产品。因为改进了肖特基二极管的阻挠金属材料,可完成了高达200V的耐压,能明显改进正向电压V F 特性(比以往FRD低约11%)。不只有助于进一步下降使用的功耗,还可因发热量下降而完成小型封装规划,然后进一步节约空间。

  ROHM功率器材制作本部、功率二极管制作部、产品开发部组长田中宏幸先生与ROHM半导体(北京)有限公司技能中心所长水原德健介绍了其研制定位考虑。

  RBxx8BM/NS200具有超低的I R (逆向电流)特性。I R 较低,最大的长处是在高温环境下能够安稳作业。

  当然,I R 很低、V F 很高也不行,还要把V F 也做低。V F 低的优势是可下降设备功耗。因而,ROHM的肖特基二极管的优势是能够使设备更节能化,一起在高温下能够安稳作业。

  现在,200 V产品首要仍是快康复(FRD)或整流二极管,缺陷是封装很大。假如选用肖特基,能够使它的封装变得更小,这样能够节约空间,即肖特基二极管不只耐高温、节能,还节约空间。

  如图2,和FRD/整流二极管比较,FRD和整流二极管高温状况作业功能仍是比较好的,可是其功率和小型化做不上来。一般肖特基二极管尽管功率和小型化能够做起来,可是不能在高温下作业。而ROHM此次发布的新产品——超低I R 的RBxx8BM/NS200系列既能够在高温下作业,又能够小型化、高效化,即兼具FRD/整流二极管和一般肖特基的长处。

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  那么,为什么ROHM能把RBxx8BM/NS200做到超低I R

  首要是改进了里边专用的阻挠金属。众所周知,FRD是“半导体加半导体”,可是肖特基是半导体上面加金属。ROHM改变了肖特基金属的特性,使它的I R 降了下来。I R 下降之后,能够使它在高温环境下安稳去作业,不会呈现热失控。

  热失控是指跟着温度的升高,I R 会升高;I R 越升高,温度也越高⋯⋯,是一种恶性循环。也便是漏电流越大,温度越高;温度越高,漏电流越大⋯⋯,会构成温度上升这种恶性循环。

  假如把I R 改进之后,能够使它没有热失控,就杜绝了这种恶性循环。这样在轿车里边尽管温度进步一点,但不会一向进步。

  3 RBxx8BM/NS200的详细优势

  RBxx8BM/NS200有两大优势。第一是低功耗,即十分节能,首要是因为改变了I R 特性,完成了200 V的高耐压。因而,在一般的车载里使用的FRD,能够用肖特基进行替代。试验标明,与FRD比较,V F 大约下降了11%(如图3)。

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  第二是小型化,用肖特基替代FRD之后,能够按捺发热(注:因肖特基的I R 低),因而与ROHM以往产品比较,能够更小型。例如,原有要用FRD的场合,200V/3 A左右的产品需求用SMC封装——产品尺度很大,假如改成新产品,例如ROHM正在开发的SOD-128封装,能够使体积下降到本来的1/3以下。

  关于产品规划,下一步,ROHM会把这种产品做得越来越小型化,产品系列做得越来越多。

  4 ROHM的肖特基二极管产品阵营

  ROHM是国际首要的二极管制作商之一,占全球约10%的商场比例,国际排名第三;在车载商场,占有20%的比例,居业界第一位。由ROHM对肖特基二极管划分为4个系列,可见产品首要用于4大范畴,如图4。

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  二极管有2个最大的特性:正向电压(V F )和逆向电流(I R ),它们是相得益彰的联系:一个大,另一个会小;反之亦然。

  超低V F 可用于移动设备,超低I R 用于轿车。中心的低V F 加上中I R ,首要是使用V F 的特性完成小型化,用于一次、二次电源。另一类V F 并不是特别低,I R 稍低一点,也首要用于一次电源和二次电源。

  此次发布的RBxx8BM/NS200,归于超低I R 产品,在轿车范畴用得较多。

  本文来源于科技期刊《电子产品国际》2019年第10期第42页,欢迎您写论文时引证,并注明出处。

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