電源設計の技術情報サイト
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2016.12.20
2016.12.20
ここからは、MOSFETの中でも、近年の高耐圧MOSFETの代表格である、スーパージャンクションMOSFETについて説明していきます。 パワートランジスタの特徴と位置付け 最初に、近年の主要パワートラ...
2017.05.30
2017.02.10
前回に続いて、各パワートランジスタの比較を行います。今回は構造と特徴を比較します。 パワートランジスタの構造と特徴の比較 以下の図は、各パワートランジスタの構造と、耐圧、オン抵抗、スイッチングスピード...
2017.02.10
前回、近年の主要パワートランジスタである、Si-MOSFET、IGBT、SiC-MOSFETのポジショニングを確認し、近年の高耐圧Si-MOSFETの代表格であるスーパージャンクションMOSFET（以...
2017.02.28
2017.05.16
AC/DCコンバータ設計編の新章、「SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例」を開始します。この章では、今まで取り上げた「フライバック方式」と「フォワード方式」に次いで、「擬似共...
2017.02.28
2017.04.25
2017.07.26
2017.10.31
新章の開始になります。SiC概要、SiC-SBD（ショットキーバリアダイオード）、SiC-MOSFETに続き、すべてをSiCパワーデバイスで構成した、「フルSiCパワーモジュール」について解説して行き...
2017.06.13
設計にあたって、最初に設計に使う電源ICについて説明します。「はじめに」に記したように、この章では、「疑似共振コンバータ」の設計と、パワートランジスタに「SiC-MOSFET」を使うという新しい2つの...
2017.08.30
2017.09.27
2017.11.28
フルSiCパワーモジュールは、既存のパワーモジュールとの比較においてSiC由来の優れた性能を持っています。今回は、従来のパワーモジュールの大きな課題とも言えるスイッチング損失について説明します。 フル...
2017.04.25
今回は、ロームがHybrid MOSと命名した、MOSFETとIGBT両方の利点を備えたMOSFETについて説明します。下図の一番下の赤い枠のポジションになります。 MOSFETとIGBTの優れた特...
2017.05.30
2017.07.21
前回は設計に使う電源ICについて説明しました。今回は、設計事例の回路について説明します。 擬似共振方式 前回説明したように、電源ICは、SiC-MOSFET駆動用AC/DCコンバータ制御ICであるBD...
2017.08.17
今回からここの回路定数などを算出して具体的な設計に入ります。最初はトランスT1の設計です。算出手順は以下となります。これは、「絶縁型フライバックコンバータ回路設計：トランス設計（数値算出）」とほぼ同じ...
2017.10.30
2017.07.25
今回は、最新の第三世代SiC-MOSFETの説明と、現在、入手可能なSiC-MOSFETに関する情報を提供します。 独自のダブルトレンチ構造SiC-MOSFET SiC-MOSFETの進化は続いており...
2017.11.29
2017.09.12
前回の「トランスT1の設計 その1」では、下記の算出手順の①から③までを説明しました。今回は「その2」として、残りの④から⑥を算出し、トランスT1の設計を終えます。 ①フライバック電圧VORの設...
2017.12.26
2017.10.17
トランス設計が終わったので、電源ICのBD7682FJ-LBの周辺部品を中心とした部品選定に入ります。説明する部品の周辺回路を抜粋して提示しますが、回路全体をみることも必要なので、その際にはこちらを利...
2017.11.14
前回のMOSFETの選定に続き、今回は入力コンデンサとバランス抵抗の定数を決めていきます。 主要部品選定：入力コンデンサC2、C3、C4 右の回路図は、全体から該当する入力部分を抜粋したものです。...
2018.01.16
前回は、フルSiCモジュールのゲートドライブの検討事項として、「ゲート誤オン」について説明しました。今回はその2として、ゲート誤オンの対処方法を説明します。 「ゲート誤オン」の抑制方法 ゲートの誤オン...
2018.01.16
ここからは、実際のアプリケーション回路において、ダイオードやトランジスタの特性や性能によってどのような違いや使い分けがあるのかを説明していきます。最初はPFC（力率改善）での例から始めますが、電子機器...
2017.08.29
今回は、SiC-MOSFETの活用事例をいくつか示したいと思います。少し前の情報やプロトタイプレベルのものもありますが、SiC-MOSFETを利用することの利点や新たに実現できることの参考になるかと思...
2017.12.12
今回は、この設計に使用する電源IC固有の機能である、過負荷保護補正機能の設定に関する抵抗値を算出します。 主要部品選定： 過負荷保護ポイントの切り替え設定抵抗R20 最初に、過負荷保護ポイント切り...
2018.01.16
今回は、この設計に使用する電源ICのVCCピンに関連する部品定数を決めて行きます。VCCピンは電源IC BD7682FJの電源ピンです。 BD7682FJの内部制御回路はVCCピンに印加される電圧...
2018.02.27
実際のアプリケーション回路では、ダイオードやトランジスタは特性や性能の違いによって使い分ける必要があります。パワー系アプリケーションでの主な使い分けの目的は、効率の向上にあります。今回はPFC（力率改...
2018.02.27
今回は、フルSiCモジュール活用のポイントとして、スナバコンデンサについて説明します。大電流を高速でスイッチングする回路では、スナバコンデンサの付加が必要になります。 スナバコンデンサとは スナバ...
2017.12.26
2018.02.13
前回のVCCピン関連部品に続いて今回もこの設計に使用する電源ICのBOピンに関連する部品定数を決めて行きます。BOピンは、電源IC BD7682FJのブラウンアウト機能の設定ピンです。 ブラウンアウト...
2017.09.26
今回は、SiC-MOSFETの信頼性について説明します。ここでの情報やデータは、あくまでもロームのSiC-MOSFETに関するものです。また、SiCパワーデバイスはMOSFETにかかわらず、日進月歩で...
2018.03.13
今回は、電源IC BD7682FJの機能設定部品ではなく、電源回路にはよく利用するスナバ回路の構成部品と定数について説明します。スナバ回路は今回の擬似共振コンバータに限らず、別章で例示したフライバック...
2018.03.27
前回の臨界モードPFCの例に続いて、今回は電流連続モードPFCでの、ダイオードの特性の違いによる効率の違いを示します。 ダイオードによる電流連続モードPFC回路の効率改善の例 これは、以前にPFCの説...
2018.03.27
今回は、フルSiCモジュール活用のポイントとして、前回取り上げたスナバコンデンサに加えて、専用ゲートドライバを利用した場合のスイッチング特性の改善について説明します。 フルSiCモジュールのドライブ仕...
2018.04.10
今回は、電源IC BD7682FJの外付けMOSFETのスイッチングを調整する部品と調整方法についてです。 MOSFETゲートドライブ調整回路：R16、R17、R18、D17 外付けMOSFET Q1...
2018.04.24
今回から、具体的なアプリケーションにおける効率などの改善例を示します。 LED照明回路（臨界モードPFC＋DC/DC）：MOSFETによる効率向上とノイズ低減の例 以下の回路は、実際のLED照明回路の...
2018.05.15
今回は二次側（出力）のスイッチング電圧をDCに整流するダイオードの定数計算です。 出力整流ダイオード：ND1 最初に回路図について説明をします。出力整流ダイオードND1は、右の回路図の濃い青色のダ...
2018.04.24
今回は、フルSiCモジュールを使った設計や評価のサポートツールを紹介します。 フルSiCモジュール損失シミュレータ フルSiCモジュールの検討や選択に利用できる、損失シミュレータが無償提供されています...
2018.07.17
2018.07.17
今回は、最終回として、SiCの物性、SiC-SBD（ショットキーバリアダイオード）、SiC-MOSFET、フルSiCパワーモジュールのキーポイントをまとめました。 ＜SiCパワーデバイスの基礎＞ &...
2018.07.31
前回に続き、今回も二次側（出力）関連の部品選定です。 出力コンデンサ：Cout1、Cout2 出力コンデンサの働きをおさらいします。MOSFETがオンの時、出力ダイオードDN1はオフ状態です。この時、...
2018.08.07
今回で、Siパワーデバイス基礎編は最後になります。Si系のパワー素子として、整流ダイオード、ショットキーバリアダイオード、ファストリカバリダイオード、MOSFET、スーパージャンクションMOSFET、...
2018.08.28
今回は、電源ICが降圧および安定化制御を行うための各検出用端子に必要な部品についてです。 最初に電源IC、BD7682FJの検出用端子の機能について確認します。BD7682FJは、FB端子、ZT端...
2018.09.11
今回は、EMI対策と出力ノイズ対策用の部品選択です。今回で、例示した回路の部品選択は最後になります。 EMI対策 EMC対策は機器設計において非常に重要になっています。スイッチング電源は、スイッチング...
2018.10.16
前回までで、部品選択が終わりましたので、今回は今まで説明してきた回路の基板レイアウト例を見ていただこうと思います。 SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの基板レイアウト例 以下に、スル...
2018.11.13
ここまで、例示した回路の各部品選択のポイント、定数の算出、基板レイアウト例を示してきましたが、最後に例示した回路で効率と波形を確認し評価を行います。今回は、回路全体と全部品リストを示します。 部品...
2018.12.11
ここまで例として説明してきた回路の評価として、効率とスイッチング波形を確認した結果を示します。回路全体は前回を参照願います。 効率の評価 効率の評価結果として、3種類の入力電圧における効率と出力電力、...
2019.04.16
ここまで19回にわたり説明してきた「SiC-MOSFETを使った絶縁型擬似共振コンバータの設計事例」は、今回のまとめをもって最後になります。 この設計事例には2つの大きなポイントがあります。1つは、パ...
2020.01.28
SiCパワーデバイス基礎知識応用編の第一弾、「SiC MOSFET：ブリッジ構成におけるゲート－ソース間電圧の挙動」をスタートします。 MOSFETやIGBTなどのパワースイッチングデバイスは、様々な...
2020.03.31
「SiC MOSFET：ブリッジ構成におけるゲート－ソース間電圧の挙動」を考察していくに当たって、今回はその前提となるブリッジ構成と動作に関する説明をします。 SiC MOSFETのブリッジ構成 以下...
2021.01.26
MOSFETやIGBTなどのパワー半導体は、様々な電源アプリケーションや電力ラインのスイッチング素子として使用されています。その中で、近年採用が加速しているSiC MOSFETは、スイッチング時の電圧...
2021.02.22
前回は、ゲートーソース電圧に発生するサージの概略を説明しました。ここからは、発生するサージに対する対策を説明して行きます。今回はまず、サージ抑制回路を示します。 なお、ゲート－ソース間電圧に発生するサ...
2021.03.16
Solution CircuitのPFCシミュレーション回路 最初に、ROHM Solution Simulator、そしてPower Device Solution Circuitのアクセス方法につ...
2021.03.30
前回は、ゲートーソース電圧に発生するサージの抑制回路例を示しました。今回は、正電圧サージの対策とその効果の例を示します。 なお、ゲート－ソース間電圧に発生するサージについては、先に掲載したTech W...
2021.03.30
PFC回路：インダクタンスの調整 PFC回路の諸条件を変更した場合に、インダクタ電流のリップル率の調整が必要になる場合があります。ここでは一例として、インダクタのインダクンスを適切な値に調整する方法を...
2021.03.30
PFC回路：スイッチング周波数の調整 先に、回路条件変更にともなうインダクタ電流のリップル率の適正化方法として、インダクタのインダクンスを調整する方法を示しました。ここでは別の方法として、スイッチング...
2021.04.13
PFC回路：適切なゲート駆動電圧の検討 ここでは、PFC回路のスイッチング素子として使用しているSiC MOSFETに対する、適切なゲート駆動電圧VGSの値について検討します。 回路例 回路は、Pow...
2021.04.13
PFC回路：ゲート抵抗の変更 実際の回路設計においてノイズ低減は大きな課題であり、一般的にスイッチング素子のゲート抵抗を大きくするとノイズは抑えられますが、トレードオフとして効率が低下（損失が増大）す...
2021.04.27
PFC回路：デッドタイム最適値の検討 ここでは、ブリッジ回路における最適なデッドタイムについて、どのように見積もれば良いかを検討します。 回路例 回路は、Power Device Solution C...
2021.04.27
ここまでPFC回路における諸条件の変更への対処、そして重要なパラメータの検討など5つの例を使って、その調整ポイントや方法を説明してきました。回路設計や改版作業において、条件の変更やその評価は机上の計算...
2021.06.15
前回の「正電圧サージ対策」に続いて、今回は負電圧サージの対策とその効果の例を示します。 なお、ゲート－ソース間電圧に発生するサージについては、先に掲載したTech Web基礎知識 SiCパワーデバイス...
2021.06.29
ここまで、正電圧サージ対策と負電圧サージ対策について説明してきました。今回は、対策としての抑制回路の実装に関して、基板上でのレイアウトに関する注意点について説明します。 なお、ゲート－ソース間電圧に発...
2021.07.27
今回で、「SiC MOSFET：ゲート-ソース電圧のサージ抑制方法」は最後になります。ここまで、ゲートーソース電圧に発生するサージ、サージ抑制回路、正電圧サージ対策、負電圧サージ対策、サージ抑制回路の...
2021.07.27
IGBTとは IGBTはInsulated Gate Bipolar Transistorの頭文字をとった略号で、日本語の名称は「絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ」です。IGBTはMOSFETとバイ...
2021.07.27
IGBTの適用範囲 IGBTやMOSFETといったパワーデバイスには、その特徴によって適材適所があります。また、パワーデバイスは素子単位（ディスクリート/個別半導体）で使われる他に、素子と他の基本部品...
2021.07.27
前回、IGBT他パワーデバイスの出力容量と動作周波数の観点からの適用範囲を説明しました。今回は、適用範囲とアプリケーションの関係を示します。 IGBTを使ったアプリケーション 下図は、IGBTのディス...
2021.08.17
MOSFETやIGBTなどのパワースイッチングデバイスは、様々な電源アプリケーションや電力ラインのスイッチング素子として使用されています。そのスイッチング素子で発生するスイッチング損失や導通損失は、可...
2021.09.28
前回は、本題となるドライバソース端子の効果を解説する前提として、従来のMOSFETの駆動方法を確認しました。今回は、ドライバソース端子を備えた実際のパッケージを確認します。 ドライバソース端子を備えた...
2021.10.26
前前回、ドライバソース端子の効果を解説する前提として、ドライバソース端子を持たない従来パッケージMOSFET（以下、従来MOSFET）における、スイッチング動作中の電圧を確認しました。今回は、ドライバ...
2021.12.07
前回は、ドライバソース端子の有無による違いと効果を動作原理と数式によって確認しました。ドライバソース端子を備えたMOSFETは、ソース端子のインダクタンスによる影響を排除でき、結果としてスイッチング損...
2021.12.07
IGBT IPMのメリット IGBT IPMは、IGBT素子に加えて駆動回路や保護回路などが内蔵されていることから、以下のメリットがあります。 ディスクリートレベルからの回路設計にはパワーデバイスを...
2021.12.07
IGBT IPM（Intelligent Power Module）とは IPMは、IGBTやMOSFETなどの素子単体（ディスクリート）と、駆動回路や保護回路などが統合されたモジュールの総称です。搭...
2021.12.07
IGBT IPMの適用範囲とアプリケーション IGBT IPMでポピュラーなのでは、6個のIGBTと3相ゲートドライバを組み合わせた3相インバータ構成のものです。IPMは、エアコンなどの家電で使われ始...
2022.01.11
「IGBTとは」で説明した通り、IGBTはMOSFETとバイポーラトランジスタの複合化により、それぞれの良い点を兼ね備えたパワートランジスタです。現在主流となっているNチャネル型IGBTを例にして、そ...
2022.01.11
IGBTの動作原理 以下の等価回路と断面構造図を使って、IGBTの動作原理を説明します。 IGBTの動作原理を示す等価回路と断面構造模式図 IGBTは、エミッタに対して正のコレクタ電圧VCEを印加し...
2022.01.11
IGBTの特徴：MOSFET、バイポーラトランジスタとの比較 パワートランジスタを必要とするアプリケーションでは、IGBT、MOSFET、バイポーラトランジスタなど、各パワートランジスタの得手不得手を...
2022.01.11
パワースイッチングデバイスの最も一般的なアプリケーションとして、前回示したダブルパルス試験回路と同様のブリッジ構成があります。ブリッジ構成時のゲート-ソース間電圧の挙動については、Tech Web 基...
2022.01.25
ドライバソース端子を持つパッケージのSiC MOSFETと、ドライバソース端子を持たないパッケージのSiC MOSFETでは、ブリッジ構成時のゲート-ソース間電圧の挙動が異なります。これについて前回は...
2022.02.08
パワーデバイスはそれぞれに特徴があり、使用するアプリケーションや必要とされる特性や性能によって使い分けるのが一般的です。今回はモータ用途におけるIGBT、Si-MOSFET、SiC-MOSFETの使い...
2022.02.08
IGBTのラインアップには、ファストリカバリダイオード（以下FRD）を内蔵したタイプがあります。 ファストリカバリダイオード（FRD）を内蔵したIGBT IGBTによるインバータやモータ駆動アプリケー...
2022.02.08
IGBTの短絡耐量（SCWT） IGBTなどのパワーデバイスには、短絡耐量（SCWT：Short Circuit Withstand Time）という電気的特性（パラメータ）があります。これは、パワー...
2022.02.22
今回は、ドライバソース端子を持つTO-247-4Lパッケージ品の、基板配線レイアウトに関する注意事項についてです。TO-247-4Lは従来パッケージとはピンアサインが異なるため、配線レイアウトに注意が...
2022.03.15
インバータ回路におけるスイッチング素子の逆回復特性の重要性 －はじめに－ インバータ回路は、電力変換方式の1つであり、直流（DC）から交流（AC）に変換する回路のことです。インバータ回路が多く使用され...
2022.04.26
ここまで7回にわたった「ドライバソース端子によるスイッチング損失の改善」は、今回で最後になります。この記事では、MOSFETやIGBTなどのスイッチング損失を改善する1つの手法として、ドライバソース端...
2022.05.17
SiC MOSFETは優れたスイッチング特性を備えていますが、スイッチング時の電圧や電流の変化が非常に大きいために、Tech Web基礎知識 SiCパワーデバイス「SiC MOSFET:ブリッジ構成に...
2022.05.17
今回は、1つ目の「インバータ回路の種類と通電方式について」です。 ■インバータ回路の種類と通電方式について ■三相変調インバータ回路の基本動作 ■ダブルパルス試験によるPrestoMOS&trade...