CoolMOS P7: баланс эффективности и простоты использования в силовых преобразователях

На сегодняшний день линейка 600-вольтовых МОП-транзисторов CoolMOS™ P7, являясь кульминацией 18 лет инновационных исследований технологии SuperJunction в компании Infineon, обеспечивает лучшее на рынке сочетание эффективности, простоты использования и цены.
1595
В избранное

Сочетание высокой скорости коммутации и простоты использования делает серию МОП-транзисторов CoolMOS™ P7 производства Infineon идеальной для применения как в маломощных (бытовые приборы, ПК), так и в мощных (телекоммуникации, центры обработки данных) источниках питания.

Нас окружают устройства, питающиеся от источников электроэнергии. Мобильный телефон в кармане, ноутбук на работе, телевизор в нашей гостиной, серверы сети Интернет и электромобиль в гараже – работа всех их зависит от источников электропитания, каждое очередное поколение которых должно быть более эффективным, малогабаритным и бюджетным. Необходимость повышения удельной мощности и КПД силовых преобразовательных устройств при сохранении доступной цены заставляет разработчиков искать новые инновационные решения, реализуемые в устройствах как малой, так и большой мощности. Однако при этом, как правило, процесс разработки усложняется.

Одной из главных задач при разработке устройств электропитания является энергоэффективность. При повышении КПД от устройств нужно отводить меньшее количество тепла, что позволяет снизить требования к системе охлаждения, уменьшить габариты и удельную стоимость единицы выходной мощности. Отправной точкой при разработке источника электропитания с высоким КПД и большой удельной мощностью является выбор подходящей топологии. Эффективность устройства, как правило, определяется параметрами основных компонентов силовой электроники, что обуславливает особое внимание производителей комплектующих к обобщенным показателям качества (FoM) компонентов и их влиянию на повышение КПД устройств. Кроме этого, есть ряд других факторов оказывающих значительное влияние на габариты, удельную мощность и стоимость изделий. Несмотря на широкое применение силовых ключей в корпусах для штыревого монтажа TO-220 и TO-247, развитие полупроводниковых технологий постоянно расширяет диапазон мощностей приборов в корпусах для поверхностного монтажа (SMD). В частности, температурный режим компонентов SMD, длительное время ограничивавший их применение в силовой электронике, для новейших образцов становится все менее значимым. Применение компонентов SMD позволяет также уменьшить габариты, сложность технологического процесса производства продукции и ее стоимость. Наконец, если учитывать растущее разнообразие устройств силовой электроники, одним из критериев выбора силовых ключей, предназначенных для широкого рынка, является их простота применения. Применение современных MOSFET должно обеспечивать высокий КПД в различных режимах работы, устойчивость к аварийным ситуациям и подавление нежелательных эффектов, например, импульсных перенапряжений или электромагнитных помех (EMI), а также минимизировать трудозатраты на разработку изделия.

Концепция МОП-транзисторов SuperJunction

В 1999 году компания Infineon представила МОП-транзистор CoolMOS™ с новой структурой области стока, позволившей преодолеть так называемую теоретическую предельную линию кремния. Структура МОП-транзистора серии SuperJunction (SJ) имела два существенных отличия: основной путь протекания тока (область с проводимостью n-типа) был легирован сильнее по сравнению с обычными высоковольтными МОП-транзисторами, а вертикальные структуры p-типа с точно заданными размерами обеспечивали компенсацию заряда области n-типа. Сильно легированная область n-типа уменьшает сопротивление канала в открытом состоянии, однако имеет побочный эффект в виде снижения напряжения пробоя. Вертикальные компенсационные структуры p-типа уравновешивают область n-типа, поддерживая нулевой полный заряд в области пространственного заряда и обеспечивая тем самым высокое напряжение пробоя (рисунок 1). Инновационная конструкция транзистора SJ позволяет уменьшить удельное сопротивление канала, что дает снижение потерь проводимости. Значительное уменьшение площади кристалла, достигнутое в первом поколении транзисторов CoolMOS™, привело также к уменьшению паразитных емкостей и обусловленных ими динамических потерь.

Рис. 1. Схема планарных высоковольтных МОП-транзисторов: а) обычного типа; б) изготовленных по технологии SJ

Рис. 1. Схема планарных высоковольтных МОП-транзисторов: а) обычного типа; б) изготовленных по технологии SJ

600-вольтовый транзистор CoolMOS Р7™ – эффективность, заложенная в конструкции

С 1999 года технология CoolMOS совершенствовалась в нескольких поколениях МОП-транзисторов, объединив последние достижения в 600-вольтовом CoolMOS™ P7 производства компании Infineon. Последнее поколение МОП-транзисторов CoolMOS™ P7 является преемником серии CoolMOS™ P6 и базируется на платформе 600-вольтовых транзисторов CoolMOS™ C7. Серия CoolMOS™ C7 была разработана с целью улучшения коммутационных характеристик и получения максимального КПД во всех целевых приложениях, включая ККМ и высоковольтные преобразовательные каскады, например, в резонансной топологии LLC. В отличие от C7, в 600-вольтовом МОП-транзисторе CoolMOS™ P7 высокая скорость коммутации сочетается с простотой использования (в частности – с малым уровнем паразитных пульсаций), что обеспечивает ускоренный процесс разработки с возможностью простой замены транзисторов прежнего поколения. Сочетание параметров P7 делает его идеальным решением для широкого спектра применений – от маломощных источников питания потребительских устройств и ПК до мощных силовых преобразовательных устройств – источников питания центров обработки данных, телекоммуникационного оборудования и зарядных устройств электромобилей.

600-вольтовые МОП-транзисторы CoolMOS™ P7 обеспечивают оптимальный баланс между КПД и простотой использования при конкурентоспособной цене. Полный заряд затвора Qg и энергия заряда выходной емкости Eoss транзистора P7 уменьшены на 30…60% по сравнению с CoolMOS™ прежнего поколения, что приводит к снижению потерь на переключение и потерь затвора. В сочетании с оптимизированной величиной типового значения RDS(on) преобразователи на основе P7 показывают увеличение КПД во всем диапазоне нагрузок в различных классах мощности по сравнению с транзисторами предыдущей серии. Использование 600-вольтовых МОП-транзисторов CoolMOS™ P7 дает увеличение КПД до 1,5% и снижение температуры транзистора на 4,2°C в сравнении с аналогами, представленными на рынке (рисунок 2).

Рис. 2. КПД CoolMOS™ P7 по сравнению с ближайшими аналогами: а) в источнике питания ТВ-приемника; б) в резонансном преобразователе LLC

Рис. 2. КПД CoolMOS™ P7 по сравнению с ближайшими аналогами: а) в источнике питания ТВ-приемника; б) в резонансном преобразователе LLC

Встроенный диод 600-вольтового CoolMOS™ P7 устойчив к стрессовым воздействиям, что обеспечивает защиту МОП-транзистора при работе в резонансном преобразователе LLC в режиме жесткой коммутации. Линейка 600 В P7 представляет собой набор устройств с широким диапазоном RDS(on) 37…600 мОм и различными типами корпусов для поверхностного и штыревого монтажа. Все МОП-транзисторы линейки P7 обладают высокой устойчивостью к электростатическому разряду (ЭСД) амплитудой более 2 кВ (Human Body Model, HBM), при этом МОП-транзисторы с RDS(on) > 100 мОм дополнительно защищены внутренним стабилитроном (рисунок 3). Эти МОП-транзисторы позволяют решить наиболее сложные проблемы, возникающие при разработке и производстве силовых преобразовательных устройств.

Рис. 3. МОП-транзисторы CoolMOS™ P7

Рис. 3. МОП-транзисторы CoolMOS™ P7

Учитывая отличительные особенности P7, позволяющие получить высокий КПД, высокую удельную мощность и минимальные трудозатраты на разработку при конкурентоспособной цене, данную линейку МОП-транзисторов можно считать идеальным решением нового поколения импульсных источников электропитания для широкого диапазона применений.

Заключение

Основные характеристики 600-вольтовых МОП-транзисторов CoolMOS™ P7 позволяют использовать их в широком диапазоне применений – от маломощных импульсных источников питания до мощных силовых преобразовательных устройств. P7 обеспечивает простоту использования и ускоренный процесс разработки благодаря малому уровню паразитных пульсаций и могут быть использованы в ККМ и преобразовательных каскадах с управлением посредством ШИМ. Высокие показатели качества FoM, в частности, малые статические и коммутационные потери (-50% Eoss, -30% Qg, -20% потерь при выключении) гарантируют высокую эффективность и облегчают отвод тепла от источника электропитания.

Благодаря встроенным резисторам затвора с тщательно рассчитанными значениями 600-вольтовые МОП-транзисторы CoolMOS™ P7 необычайно просты в использовании. Характеристики встроенного диода 600-вольтовых МОП-транзисторов CoolMOS™ P7 позволяют использовать их в преобразовательных каскадах как с жесткой, так и с мягкой коммутацией (в резонансных преобразователях LLC). Устойчивость к ЭСР амплитудой более 2 кВ (HBM) обеспечивает очень высокий процент выхода годных изделий при серийном производстве.

600-вольтовые МОП-транзисторы CoolMOS™ P7 выпускаются в корпусах девяти различных типов с дискретным набором значений RDS(on) 37…600 мОм и позиционируются как семейство МОП-транзисторов общего назначения для широкого диапазона применений. Номенклатура CoolMOS™ P7 включает в себя МОП-транзисторы как промышленного, так и коммерческого назначения, что позволяет разработчикам выбирать решение, адекватное требуемым эксплуатационным характеристикам изделия, по минимальной цене. Для мощных устройств силовой электроники, характеризующихся также высокой удельной мощностью, линейка 600-вольтовых МОП-транзисторов CoolMOS™ P7 предлагает лучшую в своем классе комбинацию RDS(on) и различных типов корпусов, например, 65 мОм в корпусе ThinPAK 8×8 мм и 60 мОм в корпусе TO220 (FP). В сегменте устройств малой мощности представлен 600-вольтовый МОП-транзистор CoolMOS™ P7 в корпусе SOT223, имеющий минимальную площадь посадочного места и конкурентоспособную цену, что позволяет использовать его для замены традиционных транзисторов в корпусе DPAK.

На сегодняшний день линейка 600-вольтовых МОП-транзисторов CoolMOS™ P7, являясь кульминацией 18 лет инновационных исследований технологии SuperJunction в компании Infineon, обеспечивает лучшее на рынке сочетание эффективности, простоты использования и цены.

Производитель: Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
IPD70R1K4P7SAUMA1
IPD70R1K4P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265436 PDF AN
Доступно: 42125 шт.
Выбрать
условия
поставки
650V and 700V CoolMOS™ N-Channel Power MOSFET, Developed to serve today’s and especially tomorrow’s trends in flyback topologies - the new 700V CoolMOS™ P7 series addr…
IPD70R1K4P7SAUMA1 от 100 шт. от 69,32
42125 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPD70R360P7SAUMA1
IPD70R360P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265437 ИНФО PDF AN
Доступно: 20000 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET TRANSISITORS, 700V,3 PG-TO-252
IPD70R360P7SAUMA1 от 2500 шт. от 32,02
20000 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPD70R600P7SAUMA1
IPD70R600P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265438 PDF AN
Доступно: 29942 шт. от: 34.8 руб.
650V and 700V CoolMOS™ N-Channel Power MOSFET, Developed to serve today’s and especially tomorrow’s trends in flyback topologies - the new 700V CoolMOS™ P7 series addr…
IPD70R600P7SAUMA1 от 34,80 от 113 шт. 29,80 от 250 шт. 26,80 от 539 шт. 24,80 от 1416 шт. 23,60
583 шт.
(на складе)
29359 шт.
(под заказ)
IPD70R900P7SAUMA1
IPD70R900P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265439 PDF AN
Доступно: 52653 шт. от: 33 руб.
700VCOOLMOSЄP7POWERTRANSISTOR
IPD70R900P7SAUMA1 от 33,00 от 119 шт. 28,30 от 263 шт. 25,50 от 567 шт. 23,60 от 1491 шт. 22,40
46 шт.
(на складе)
52607 шт.
(под заказ)
IPS70R360P7SAKMA1
IPS70R360P7SAKMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265442 PDF
Доступно: 24435 шт. от: 21.1 руб.
MOSFET
IPS70R360P7SAKMA1 от 21,10 от 75 шт. 21,10 от 225 шт. 21,10 от 450 шт. 21,10 от 1125 шт. 21,10
715 шт.
(на складе)
23720 шт.
(под заказ)
IPS70R600P7SAKMA1
IPS70R600P7SAKMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265443 PDF AN
Доступно: 35594 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET
IPS70R600P7SAKMA1 от 64 шт. от 53,82
35594 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPA60R180P7XKSA1
IPA60R180P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286965 PDF AN
Доступно: 7076 шт. от: 202 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 18A, TO-220FP
IPA60R180P7XKSA1 от 202,00 от 20 шт. 173,00 от 50 шт. 156,00 от 100 шт. 145,00 от 250 шт. 137,00
576 шт.
(на складе)
6500 шт.
(под заказ)
IPA60R360P7XKSA1
IPA60R360P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286966 PDF
Доступно: 12000 шт.
Выбрать
условия
поставки
IPA60R360P7XKSA1 от 30 шт. от 116,17
12000 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPAW60R180P7SXKSA1
IPAW60R180P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286969 PDF
Доступно: 11242 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET
IPAW60R180P7SXKSA1 от 21 шт. от 165,50
11242 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPAW60R360P7SXKSA1
IPAW60R360P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286970 PDF
Доступно: 19924 шт. от: 44.3 руб.
MOSFET
IPAW60R360P7SXKSA1 от 44,30 от 71 шт. 44,30 от 135 шт. 42,70 от 360 шт. 39,60 от 900 шт. 37,60
448 шт.
(на складе)
19476 шт.
(под заказ)
IPL60R365P7AUMA1
IPL60R365P7AUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286988 ИНФО PDF
Доступно: 20792 шт. от: 46.8 руб.
MOSFET 650V 10A, N-Channel 10A (Tc) 46W (Tc) Surface Mount PG-VSON-4.
IPL60R365P7AUMA1 от 46,80 от 40 шт. 46,80 от 88 шт. 46,80 от 189 шт. 46,80 от 497 шт. 46,80
351 шт.
(на складе)
20441 шт.
(под заказ)
IPP60R180P7XKSA1
IPP60R180P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286991 ИНФО PDF AN
Доступно: 6961 шт. от: 119 руб.
MOSFET N-CH 650V 18A TO220-3
IPP60R180P7XKSA1 от 119,00 от 33 шт. 102,00 от 73 шт. 92,00 от 150 шт. 85,00 от 400 шт. 81,00
32 шт.
(на складе)
6929 шт.
(под заказ)
IPP60R360P7XKSA1
IPP60R360P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286992 PDF AN
Доступно: 11309 шт. от: 82.5 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 9A, TO-220
IPP60R360P7XKSA1 от 82,50 от 50 шт. 71,00 от 100 шт. 64,00 от 250 шт. 59,00 от 600 шт. 56,00
422 шт.
(на складе)
10887 шт.
(под заказ)
IPD60R360P7ATMA1
IPD60R360P7ATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2288546 ИНФО PDF
Доступно: 28523 шт. от: 30 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 9A, TO-252
IPD60R360P7ATMA1 от 30,00 от 62 шт. 30,00 от 137 шт. 30,00 от 295 шт. 30,00 от 775 шт. 30,00
565 шт.
(на складе)
27958 шт.
(под заказ)
IPD60R600P7ATMA1
IPD60R600P7ATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2288547 ИНФО PDF
Доступно: 27609 шт. от: 32.1 руб.
MOSFET N-CH 650V 6A TO252-3.
IPD60R600P7ATMA1 от 32,10 от 71 шт. 32,10 от 158 шт. 32,10 от 340 шт. 32,10 от 893 шт. 32,10
505 шт.
(на складе)
27104 шт.
(под заказ)
IPP60R600P7XKSA1
IPP60R600P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2288549 PDF AN
Доступно: 14755 шт. от: 72 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 6A, TO-220
IPP60R600P7XKSA1 от 72,00 от 50 шт. 61,50 от 100 шт. 55,50 от 250 шт. 51,50 от 700 шт. 48,80
956 шт.
(на складе)
13799 шт.
(под заказ)
IPAW60R280P7SXKSA1
IPAW60R280P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304460 PDF RND
Доступно: 14170 шт. от: 55.5 руб.
MOSFET CONSUMER
IPAW60R280P7SXKSA1 от 55,50 от 45 шт. 55,50 от 135 шт. 55,50 от 225 шт. 54,00 от 630 шт. 51,50
389 шт.
(на складе)
13781 шт.
(под заказ)
IPAW60R600P7SXKSA1
IPAW60R600P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304461 PDF RND
Доступно: 20960 шт. от: 52 руб.
MOSFET CONSUMER
IPAW60R600P7SXKSA1 от 52,00 от 90 шт. 44,40 от 180 шт. 40,00 от 360 шт. 37,00 от 945 шт. 35,10
445 шт.
(на складе)
20515 шт.
(под заказ)
IPD60R280P7ATMA1
IPD60R280P7ATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304468 PDF RND
Доступно: 21747 шт. от: 56 руб.
MOSFET LOW POWER_NEW
IPD60R280P7ATMA1 от 56,00 от 45 шт. 56,00 от 100 шт. 56,00 от 216 шт. 56,00 от 569 шт. 56,00
597 шт.
(на складе)
21150 шт.
(под заказ)
IPN70R1K4P7SATMA1
IPN70R1K4P7SATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304482 PDF
Доступно: 42000 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET CONSUMER
IPN70R1K4P7SATMA1 от 3000 шт. от 14,25
42000 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPN70R900P7SATMA1
IPN70R900P7SATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304485 PDF
Доступно: 36000 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET CONSUMER
IPN70R900P7SATMA1 от 3000 шт. от 17,14
36000 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPW60R060P7XKSA1
IPW60R060P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304513 PDF RND
Доступно: 2613 шт. от: 342 руб.
MOSFET HIGH POWER_NEW
IPW60R060P7XKSA1 от 342,00 от 12 шт. 293,00 от 30 шт. 264,00 от 60 шт. 244,00 от 150 шт. 232,00
419 шт.
(на складе)
2194 шт.
(под заказ)

Сравнение позиций

  • ()