Les IGBT 650 V répondent aux exigences automobiles

Rohm lance sa quatrième génération de transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) 650 V conçus pour les applications de puissance automobiles et industrielles à haute tension. Ces semi-conducteurs offrent une commutation et une gestion thermique optimisées pour les systèmes auxiliaires de véhicules électriques, ciblant spécifiquement les compresseurs électriques et les chauffages à haute tension.

Applications auxiliaires automobiles et industrielles
Alors que le marché des véhicules électriques s'oriente vers des tensions de fonctionnement plus élevées, les fabricants adoptent de plus en plus les composants en carbure de silicium (SiC) pour les onduleurs de traction à haute puissance. Cependant, les IGBT en silicium de 650 V restent les circuits de commutation standard pour les circuits auxiliaires de faible puissance en raison de leur rentabilité et de leur fiabilité. Les cas d'utilisation automobile spécifiques comprennent l'entraînement de compresseurs électriques pour la climatisation et la gestion de la distribution d'énergie dans les chauffages à haute tension (HT). Dans les environnements industriels, ces transistors sont intégrés dans les systèmes d'entraînement de moteurs, les systèmes de chauffage et les onduleurs. L'amélioration de la densité de courant permet aux concepteurs d'équipements de réduire l'empreinte physique de ces modules de puissance, économisant ainsi de l'espace dans les boîtiers électriques denses.

Architecture des semi-conducteurs et performances électriques
Pour répondre aux exigences concurrentes de l'efficacité énergétique et de la fiabilité opérationnelle, les ingénieurs ont repensé le processus interne du composant et la structure de terminaison des bords. Cette révision structurelle augmente la densité de courant globale tout en minimisant les pertes de conduction et de commutation. Les composants qui en résultent atteignent une tension de saturation collecteur-émetteur (VCE(sat)) de 1,55 V.

Dans les circuits d'onduleur et de chauffage, les dispositifs de puissance doivent posséder une tolérance aux courts-circuits suffisante pour supporter le temps nécessaire aux contrôleurs du système pour détecter et interrompre les événements de surintensité. Malgré le compromis physique entre la réduction des pertes de conduction et le maintien de la tolérance aux courts-circuits, la nouvelle architecture garantit un temps de tenue aux courts-circuits de 7 microsecondes à une température de jonction (Tj) de 25 °C. Ce paramètre empêche une défaillance catastrophique lors de défauts électriques. De plus, les dispositifs sont entièrement conformes à la norme de fiabilité automobile AEC-Q101.

Configurations de boîtiers et disponibilité des composants
La gamme de composants initiale comprend 12 produits discrets intégrés dans un boîtier TO-247N, désignés sous les séries RGAxxTS65HR et RGAxxTS65EHR. De plus, 10 variantes de wafers nus (bare wafers) sont disponibles sous la série SG83xxWN. La fourniture à la fois de boîtiers discrets et de wafers nus offre une flexibilité en matière d'approvisionnement de semi-conducteurs automobiles, permettant aux fabricants de modules de personnaliser leurs stratégies d'intégration thermique et électrique.

Les phases de développement futures élargiront le portefeuille avec des boîtiers TO-263L compacts à montage en surface dotés de capacités de refroidissement par le haut (TSC - Top-Side Cooling) pour améliorer encore la dissipation thermique des cartes de circuits imprimés à haute densité. 

Contexte supplémentaire
Cette section détaille des spécifications techniques et des analyses comparatives concurrentielles qui ne sont pas incluses dans le communiqué de presse d'origine.

Le marché des IGBT 650 V de qualité automobile est très concurrentiel, caractérisé par l'optimisation continue des architectures à grille en tranchée et à arrêt de champ (trench-gate field-stop) afin d'équilibrer les pertes de commutation avec une protection robuste contre les courts-circuits. Les semi-conducteurs de puissance discrets comparables dans cette classe incluent la série EDT2 d'Infineon Technologies et les IGBT trench-gate field-stop STPower de STMicroelectronics. Les critères de référence standard pour cette catégorie de composants se concentrent sur la tension de saturation collecteur-émetteur (VCE(sat)) et le temps de tenue aux courts-circuits (tsc). Les composants concurrents offrent généralement une VCE(sat) allant de 1,50 V à 1,65 V, ainsi que des tolérances aux courts-circuits de 5 à 8 microsecondes. Avec une VCE(sat) de 1,55 V et une tenue aux courts-circuits de 7 microsecondes, l'architecture de quatrième génération s'aligne directement sur les spécifications de niveau supérieur des fournisseurs de semi-conducteurs de rang 1 (Tier 1), fournissant des garanties thermiques et électriques équivalentes pour les environnements automobiles exigeants.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

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