瑞萨电子推出新一代Si IGBT 用于电动汽车逆变器

盖世汽车讯 8月30日，半导体解决方案供应商瑞萨电子公司（Renesas Electronics Corporation）宣布开发新一代Si-IGBT（硅绝缘栅双极晶体管）。该产品体积小且功率损耗低，可用于下一代电动汽车逆变器。

图片来源：瑞萨

根据该公司的计划，2023年上半年，该AE5代IGBT将在瑞萨电子日本Naka工厂的200和300毫米晶圆生产线上量产。2024年上半年，瑞萨电子将开始在其位于日本甲府（Kofu）的新功率半导体300毫米晶圆厂提高产量，以满足市场对功率半导体产品不断增长的需求。

与前一代AE4产品相比，硅基AE5工艺可将功率损耗降低10%，从而使得EV开发人员节省电池电量并增加行驶里程。此外，新产品体积缩小了约10%，同时保持了高稳健性。瑞萨电子的新器件可兼顾低功率损耗和稳健性，实现了业界最高水平的IGBT性能。此外，通过最大限度地减少IGBT之间的参数变化并在并联运行IGBT时提供稳定性，新的IGBT显著提高了模块的性能和安全性。上述各种特性为工程师设计高性能的小型逆变器提供了更大的灵活性。

新一代IGBT（AE5）的主要特点：针对400-800V逆变器提供四种版本：750V耐压（220A和300A）和1200V耐压（150A和200A）；在-40°C至175°C的整个工作结温（Tj）范围内性能稳定；业界最高性能水平，导通电压Vce（饱和电压）为1.3V（最小化功率损耗的关键值）；针对低功耗和高输入电阻进行了优化，电流密度提高10%，且尺寸更小（100mm2/300A）；通过将VGE（off）的参数变化降低至±0.5V，实现稳定的并联运行；保持反向偏置安全工作区（RBSOA），在175°C结温下最大Ic电流脉冲为600A，在400V下具有4µs的高度稳健短路耐受时间；栅极电阻（Rg）的温度依赖性降低50%，从而最大限度地减少了高温下的开关损耗、低温下的尖峰电压和短路耐受时间，支持高性能设计；可用作裸片（晶圆）；可降低逆变器功率损耗，在相同电流密度下与当前的AE4工艺相比，能效提高高达6%，从而提高电动汽车续航并使用更少的电池。

电动汽车逆变器解决方案

在电动汽车中，为车辆提供动力的电机由逆变器控制。IGBT等开关器件对于最大限度地降低电动汽车的功耗至关重要，因为逆变器会将直流电转换为电动汽车电机所需的交流电。为帮助开发人员，瑞萨电子推出xEV逆变器参考解决方案。该方案是一种工作硬件参考设计，结合了IGBT、微控制器、电源管理IC（PMIC）、栅极驱动器IC和快速恢复二极（FRD）。瑞萨电子还提供xEV逆变器套件，即参考设计的硬件实施。此外，瑞萨还提供电机参数校准工具和xEV逆变器应用模型和软件，其中结合了用于控制电机的应用模型和示例软件。瑞萨电子的这些工具和支持程序旨在帮助客户简化软件开发工作。瑞萨电子计划将新一代IGBT添加到这些硬件和软件开发套件中，以在更小的空间内实现更高的功率效率和性能。