安森美推出基于碳化硅的智能功率模块以降低能耗和整体系统成本

EliteSiC SPM31インテリジェントパワーモジュール（IPM）は小型のインバーターモータードライブに最高の効率および性能を実現

2025年3月19日（米国2025年3月17日発表）- オンセミ（本社: 米国アリゾナ州スコッツデール、Nasdaq：ON）は、1200Vシリコンカーバイド（SiC）金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）ベースのSPM31インテリジェントパワーモジュール（IPM）の第1世代を発表しました。オンセミのEliteSiC SPM31 IPMは、Field Stop 7 IGBT技術を使用した場合と比較して、最小クラスのサイズで最も高いエネルギー効率と電力密度を達成することで、市場の他の主要ソリューションよりも低い総システムコストを実現します。これらのIPMは、熱性能の向上、電力損失の低減、高速スイッチングをサポートする能力により、AIデータセンターの電子整流（EC）ファン、ヒートポンプ、業務用HVACシステム、サーボモーター、ロボティクス、可変周波数ドライブ（VFD）、産業用ポンプやファンなどの三相インバータードライブ・アプリケーションに最適です。

EliteSiC SPM31 IPMは、40Aから70Aまでの複数の電流定格を提供します。オンセミは、15Aから35Aまでの低電流をカバーする自社のIGBT SPM31 IPMポートフォリオを補完することで、業界において最も広範囲でスケーラブルかつ柔軟な統合パワーモジュールソリューションを小型パッケージで提供しています。 

2023年には、住宅および商業ビルの運営が米国の最終エネルギー消費量の27.6%を占めました^*1。電化およびAIの採用が進むにしたがい、特にエネルギー需要を押し上げるAIデータセンターの建設が増加しており、この分野でのアプリケーションのエネルギー消費量を削減する必要性が一段と高まっています。電気エネルギーを効率的に変換できるパワー半導体は、低炭素社会への移行に不可欠な要素です。

データセンターの数と規模が拡大するにつれて、ECファンの需要増加が予想されます。これらの冷却ファンは、データセンター内のすべての機器にとって理想的な動作環境を維持し、正確でエラーのないデータ伝送に不可欠です。SiC IPMにより、ECファンは高い信頼性と最高の効率で動作します。

コンプレッサードライブやポンプなど、他の多くの産業用アプリケーションと同様に、ECファンは既存の大型IGBTソリューションよりも高い電力密度と効率を必要とします。EliteSiC SPM31 IPMに切り替えることでサイズの縮小、性能向上、高集積化による設計の簡素化というメリットを享受でき、温室効果ガス（GHG）排出量の削減に加え、開発期間の短縮、総システムコストの削減にもつながります。例えば、70％の負荷で500Wの電力損失が発生する現在のIGBTパワー統合モジュール（PIM）を使用するシステムソリューションと比較して、高効率のEliteSiC SPM31 IPMを使用すると、ECファン1台あたりの年間エネルギー消費量とコストを52%削減することができます。

完全に統合されたEliteSiC SPM31 IPMは、独立したハイサイドゲートドライバー、低電圧集積回路（LVIC）、6個のEliteSiC MOSFET、および温度センサー（電圧温度センサー（VTS）またはサーミスター）で構成されています。このモジュールは、ダイサイズの縮小化を実現する最先端のM3 SiC技術をベースにし、SPM 31パッケージ適用時の短絡耐量時間（SCWT）性能を向上させることで、ハードスイッチングアプリケーションに最適化されています。これにより、産業用のインバーターモータードライブに最適な性能を発揮します。これらのMOSFETは、制御アルゴリズムを柔軟に選択できるよう、下側のレグに個別のソース接続を持つ三相ブリッジで構成されています。

EliteSiC SPM31 IPMの主な利点は以下の通りです。

• 低損失で短絡定格のM3 EliteSiC MOSFETにより、感電や火災などの重大な機器およびコンポーネント故障のリスクを防止
• 低電圧時のデバイス損傷を防止する低電圧保護（UVP）を内蔵
• FS7 IGBT SPM31のピアツーピア製品として、お客様は同じPCBボードを使用しながら、さまざまな電流定格を選択可能
• 国内および国際安全基準を満たすUL認証取得済み
• 安全性、機器保護、ノイズ低減に優れたシングル接地電源
• 以下の機能により、ボードの設計簡素化とサイズ縮小を実現
  • ゲートドライバーおよび保護のための制御回路を内蔵
  • 内蔵ブートストラップダイオード（BSD）および抵抗（BSR）
  • ハイサイドゲートブーストドライブ用内部ブーストダイオード
  • 集積温度センサー（LVICおよび/またはサーミスターによるVTS出力）
  • 高速・高電圧集積回路を内蔵

関連情報

• 製品情報： EliteSiC SPM31 IPM、FS7 IGBT SPM31 IPM
• アプリケーションノート： EliteSiC SPM31 IPM、FS7 IGBT SPM31 IPM

^*1 米国エネルギー情報局FAQ