東芝：産業用機器の高効率化・小型化に貢献する業界初の2200V耐圧Dual シリコンカーバイド (SiC) MOSFETモジュール開発について

（川崎）- （ビジネスワイヤ） -- 東芝デバイス＆ストレージ株式会社は、産業用機器向けに当社第3世代のシリコンカーバイド (SiC) MOSFETチップを搭載した業界初^[注1]の2200V耐圧、ドレイン電流 (DC) 定格250AのDual SiC MOSFETモジュール「MG250YD2YMS3」を開発しました。新製品は、DC1500Vで使用する太陽光発電、エネルギー貯蔵システムなどのアプリケーションに適しています。本日から量産出荷を開始します。

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東芝：業界初の2200V耐圧Dual シリコンカーバイド (SiC) MOSFETモジュール「MG250YD2YMS3」（画像：ビジネスワイヤ）

これまで太陽光発電、エネルギー貯蔵システムなどのアプリケーションは、一般的にDC1000V以下で使用されていました。そのため、アプリケーションに使用するパワーデバイスは、1200V耐圧または1700V耐圧製品が主流でした。しかし、今後、DC1500Vのアプリケーションが多用される見込みから、業界初の2200V耐圧製品をリリースしました。

新製品は、ドレイン・ソース間オン電圧 (センス端子) を0.7V (typ.)^[注2]と低くし、低導通損失を実現しました。また、ターンオンスイッチング損失を14mJ (typ.)^[注3]、ターンオフスイッチング損失を11mJ (typ.)^[注3]と低くし、一般的なSi (シリコン) IGBTモジュールと比べて約90%^[注4]のスイッチング損失低減を実現しました。これにより、機器の高効率化に貢献します。さらに、低スイッチング損失を実現することで従来の3レベル回路ではなく、モジュール搭載数が減少する2レベル回路を構成することができ、機器の小型化に貢献します。

当社は、今後もさまざまな電流値を展開した製品ラインアップを拡充し、産業用機器の高効率化、小型化のニーズに対応していきます。

[注1]

Dual SiC MOSFETモジュールにおいて。2023年8月現在、当社調べ。

[注2]

測定条件 : ID=250A、VGS=+20V、Tch=25°C

[注3]

測定条件 : VDD=1100V、ID=250A、Tch=150°C

[注4]

2300V定格 Siモジュールと今回開発したオールSiC MOSFETモジュールのスイッチング損失比較。2023年8月現在、当社調べ。
(2300V定格 Siモジュールの性能値は、2023年3月時点で発表されている学会論文に基づき、当社が推計。)

応用機器
産業用機器
・再生可能エネルギー発電システム (太陽光発電など)
・エネルギー貯蔵システム
・産業用モーター制御機器
・高周波絶縁DC-DCコンバーターなど

新製品の主な特長

ドレイン・ソース間オン電圧 (センス端子) が低い :
VDS(on)sense=0.7V (typ.) (ID=250A、VGS=+20V、Tch=25°C)ターンオンスイッチング損失が低い :
Eon=14mJ (typ.) (VDD=1100V、ID=250A、Tch=150°C)ターンオフスイッチング損失が低い :
Eoff=11mJ (typ.) (VDD=1100V、ID=250A、Tch=150°C)寄生インダクタンスが低い :
LsPN=12nH (typ.)新製品の主な仕様

(特に指定のない限り、Tc=25°C)

品番

MG250YD2YMS3

当社パッケージ名称

2-153A1A

絶対最大定格

ドレイン・ソース間電圧 VDSS (V)

2200

ゲート・ソース間電圧 VGSS (V)

+25/-10

ドレイン電流 (DC) ID (A)

250

ドレイン電流 (パルス) IDP (A)

500

チャネル温度 Tch (°C)

150

絶縁耐圧 Visol (Vrms)

4000

電気的特性

ドレイン・ソース間オン電圧 (センス端子)

VDS(on)sense (V)

ID=250A、VGS=+20V、

Tch＝25°C

Typ.

0.7

ソース・ドレイン間オン電圧 (センス端子)

VSD(on)sense (V)

IS=250A、VGS=+20V、

Tch＝25°C

Typ.

0.7

ソース・ドレイン間オフ電圧 (センス端子)

VSD(off)sense (V)

IS＝250A、VGS=－6V、

Tch＝25°C

Typ.

1.6

ターンオンスイッチング損失

Eon (mJ)

VDD=1100V、

ID=250A、Tch＝150°C

Typ.

14

ターンオフスイッチング損失

Eoff (mJ)

Typ.

11

寄生インダクタンス LsPN (nH)

Typ.

12

新製品の詳細については下記ぺージをご覧ください。
MG250YD2YMS3

当社のSiCパワーデバイスの詳細については下記ページをご覧ください。
SiCパワーデバイス

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