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.
1846
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: 12919 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 2500 шт. от 15,72
12919 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPD70R360P7SAUMA1
IPD70R360P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265437 ИНФО PDF AN
Доступно: 6226 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET TRANSISITORS, 700V,3 PG-TO-252
IPD70R360P7SAUMA1 от 2500 шт. от 32,64
6226 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPD70R600P7SAUMA1
IPD70R600P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265438 PDF AN
Доступно: 1898 шт. от: 36.4 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 36,40 от 110 шт. 31,20 от 244 шт. 28,10 от 526 шт. 26,00 от 1383 шт. 24,70
565 шт.
(на складе)
1333 шт.
(под заказ)
IPD70R900P7SAUMA1
IPD70R900P7SAUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265439 PDF AN
Доступно: 3738 шт. от: 27.9 руб.
700VCOOLMOSЄP7POWERTRANSISTOR
IPD70R900P7SAUMA1 от 27,90 от 142 шт. 23,90 от 315 шт. 21,50 от 680 шт. 20,00 от 1789 шт. 19,00
2500 шт.
(на складе)
1238 шт.
(под заказ)
IPS70R360P7SAKMA1
IPS70R360P7SAKMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265442 ИНФО PDF
Доступно: 1615 шт. от: 63.5 руб.
MOSFET
IPS70R360P7SAKMA1 от 63,50 от 75 шт. 54,50 от 150 шт. 49,00 от 300 шт. 45,40 от 825 шт. 43,10
15 шт.
(на складе)
1600 шт.
(под заказ)
IPS70R600P7SAKMA1
IPS70R600P7SAKMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2265443 PDF AN
Доступно: 1602 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET
IPS70R600P7SAKMA1 от 13 шт. от 126,66
1602 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPA60R180P7XKSA1
IPA60R180P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286965 PDF AN
Доступно: 822 шт. от: 184 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 18A, TO-220FP
IPA60R180P7XKSA1 от 184,00 от 22 шт. 157,00 от 50 шт. 142,00 от 100 шт. 131,00 от 250 шт. 125,00
476 шт.
(на складе)
346 шт.
(под заказ)
IPA60R360P7XKSA1
IPA60R360P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286966 ИНФО PDF
Доступно: 3511 шт.
Выбрать
условия
поставки
IPA60R360P7XKSA1 от 500 шт. от 57,89
3511 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPAW60R180P7SXKSA1
IPAW60R180P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286969 ИНФО PDF
Доступно: 866 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET
IPAW60R180P7SXKSA1 от 7 шт. от 234,28
866 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPAW60R360P7SXKSA1
IPAW60R360P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286970 ИНФО PDF
Доступно: 1863 шт. от: 27.4 руб.
MOSFET
IPAW60R360P7SXKSA1 от 27,40 от 90 шт. 27,40 от 180 шт. 27,40 от 360 шт. 27,40 от 945 шт. 27,40
440 шт.
(на складе)
1423 шт.
(под заказ)
IPL60R365P7AUMA1
IPL60R365P7AUMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286988 ИНФО PDF
Доступно: 1001 шт. от: 43.6 руб.
MOSFET 650V 10A, N-Channel 10A (Tc) 46W (Tc) Surface Mount PG-VSON-4.
IPL60R365P7AUMA1 от 43,60 от 39 шт. 43,60 от 86 шт. 43,60 от 186 шт. 43,60 от 487 шт. 43,60
350 шт.
(на складе)
651 шт.
(под заказ)
IPP60R180P7XKSA1
IPP60R180P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286991 ИНФО PDF AN RD DT
Доступно: 450 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET N-CH 650V 18A TO220-3
IPP60R180P7XKSA1 от 4 шт. от 450,73
450 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPP60R360P7XKSA1
IPP60R360P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2286992 PDF AN RD
Доступно: 849 шт. от: 132 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 9A, TO-220
IPP60R360P7XKSA1 от 132,00 от 31 шт. 113,00 от 68 шт. 101,00 от 150 шт. 94,00 от 400 шт. 89,00
200 шт.
(на складе)
649 шт.
(под заказ)
IPD60R360P7ATMA1
IPD60R360P7ATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2288546 ИНФО PDF
Доступно: 1193 шт. от: 76.5 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 9A, TO-252
IPD60R360P7ATMA1 от 76,50 от 53 шт. 65,50 от 116 шт. 59,00 от 250 шт. 54,50 от 658 шт. 52,00
409 шт.
(на складе)
784 шт.
(под заказ)
IPD60R600P7ATMA1
IPD60R600P7ATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2288547 ИНФО PDF
Доступно: 1314 шт. от: 26.9 руб.
MOSFET N-CH 650V 6A TO252-3.
IPD60R600P7ATMA1 от 26,90 от 70 шт. 26,90 от 155 шт. 26,90 от 333 шт. 26,90 от 876 шт. 26,90
473 шт.
(на складе)
841 шт.
(под заказ)
IPP60R600P7XKSA1
IPP60R600P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2288549 PDF AN RD
Доступно: 1141 шт. от: 74.5 руб.
MOSFET, N-CH, 600V, 6A, TO-220
IPP60R600P7XKSA1 от 74,50 от 50 шт. 64,00 от 100 шт. 57,50 от 250 шт. 53,50 от 700 шт. 50,50
231 шт.
(на складе)
910 шт.
(под заказ)
IPAW60R280P7SXKSA1
IPAW60R280P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304460 ИНФО PDF RND
Доступно: 1092 шт. от: 42.7 руб.
MOSFET CONSUMER
IPAW60R280P7SXKSA1 от 42,70 от 45 шт. 42,70 от 135 шт. 42,70 от 270 шт. 42,70 от 675 шт. 42,70
335 шт.
(на складе)
757 шт.
(под заказ)
IPAW60R600P7SXKSA1
IPAW60R600P7SXKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304461 ИНФО PDF RND
Доступно: 1361 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET CONSUMER
IPAW60R600P7SXKSA1 от 11 шт. от 149,12
1361 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPD60R280P7ATMA1
IPD60R280P7ATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304468 ИНФО PDF RND
Доступно: 1535 шт. от: 47 руб.
MOSFET LOW POWER_NEW
IPD60R280P7ATMA1 от 47,00 от 45 шт. 47,00 от 99 шт. 47,00 от 212 шт. 47,00 от 558 шт. 47,00
596 шт.
(на складе)
939 шт.
(под заказ)
IPN70R1K4P7SATMA1
IPN70R1K4P7SATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304482 ИНФО PDF
Доступно: 2162 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET CONSUMER
IPN70R1K4P7SATMA1 от 100 шт. от 93,85
2162 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPN70R900P7SATMA1
IPN70R900P7SATMA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304485 ИНФО PDF
Доступно: 11625 шт.
Выбрать
условия
поставки
MOSFET CONSUMER
IPN70R900P7SATMA1 от 3000 шт. от 17,47
11625 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
IPW60R060P7XKSA1
IPW60R060P7XKSA1
Infineon Technologies Ag (Siemens Semiconductors)
Арт.: 2304513 ИНФО PDF RND
Доступно: 426 шт. от: 456 руб.
MOSFET HIGH POWER_NEW
IPW60R060P7XKSA1 от 456,00 от 9 шт. 391,00 от 20 шт. 352,00 от 42 шт. 326,00 от 120 шт. 309,00
410 шт.
(на складе)
16 шт.
(под заказ)

Сравнение позиций

  • ()