로옴(ROHM) 주식회사는 저소비전력화가 요구되는 백색가전 및 산업기기 등의 모터 구동에 최적인 고속 trr¹⁾ 타입 600V Super Junction MOSFET PrestoMOS(프레스토모스)™ 라인업에 R60xxMNx 시리즈를 새롭게 추가했다. PrestoMOS™는 업계 초고속 trr 성능이 특징인 파워 MOSFET로, 업계 최소의 스위칭 손실을 자랑한다. 인버터를 탑재한 백색가전의 저소비전력화를 실현해 매우 높은 평가를 받고 있다.

이번에 개발한 R60xxMNx 시리즈는 로옴의 독자적인 칩 구조를 통해 최적화함으로써, PrestoMOS™의 고속 trr 성능을 유지함과 동시에 ON 저항²⁾과 QG³⁾의 극적인 저감에 성공했다. 이에 따라, 인버터 탑재 에어컨 등 모터 구동 애플리케이션에서 기존의 IGBT 대비, 경부하 시의 전력 손실을 약 56% 저감하여, 극적인 에너지 절약화에 기여한다.

또한, R60xxMNx 시리즈는 로옴이 장기간에 걸쳐 축적해온 아날로그 기술의 노하우를 구사해, 높은 단락내량을 실현했다. 회로의 오동작 등에 의한 이상 발열로 인한 파괴와 같은 리스크를 경감해 애플리케이션의 신뢰성 향상에도 기여한다.

본 시리즈는 2016년 12월부터 월 10만개의 생산 체제로 양산을 개시했으며, 생산 거점은 전공정 로옴 아폴로(후쿠오카), 후공정 ROHM Korea Corporation(한국)이다.

제품 개발 배경

최근, 에너지 절약화가 가속화되고 있는 가운데, 에너지 절약법 개정으로 가전제품의 경우 사용 실태에 가까운 에너지 소비 효율을 나타내는 APF(Annual Performance Factor)⁴⁾를 표기하는 경향이 있다. 또한, 전력 부하가 큰 기기의 기동 시 및 정격 조건뿐만 아니라, 부하가 적은 정상 동작 시의 에너지 절약화에 대한 요구도 높아지고 있다.

전 세계 전력 수요의 약 50%가 모터를 구동하기 위해 사용되고 있으며, 신흥국으로 에어컨이 보급됨에 따라 전 세계적인 전력 사정은 해마다 어려워질 것으로 예측되고 있다. 이러한 상황에서 로옴은 저소비전력화가 요구되는 에어컨 등의 백색가전 및 산업기기 등의 모터 구동에 최적인 PrestoMOS™를 개발해 플리케이션의 정상 동작 시의 대폭적인 저소비전력화를 실현함으로써 사회의 에너지 절약 요구에 대응하고 있다.

 

주요 특징 

업계 초고속 trr 성능과 저 ON 저항, Low QG로 어플리케이션의 에너지 절약 실현
일반적으로 MOSFET는 고속 스위칭 및 저전류 영역에서의 도통 손실이 낮다는 메리트가 있어, 기기의 정상 동작 시의 저전력화에 효과가 있다. R60xxMNx 시리즈는 로옴의 독자적인 라이프타임 제어 기술을 구사함으로써, 업계 초고속 trr 성능을 유지함과 동시에, ON 저항과 QG를 저감하여, 인버터 회로의 에너지 절약화에 최적인 성능을 실현했다.

높은 단락내량으로 신뢰성 확보
통상적으로 단락이 발생하면 회로가 오동작을 일으켜, 설계치를 초과하는 대전류가 흐르게 되고, 이상 발열로 인해 파괴될 가능성이 있다. 기존에는 성능과 단락의 트레이드 오프 관계성으로 인해, 높은 단락내량을 확보하기 어려웠다. 그러나, R60xxMNx 시리즈는 로옴의 아날로그 기술을 구사함으로써, 열폭주의 원인이 되는 기생 바이폴라 트랜지스터의 최적화에 성공했다. 이에 따라, 모터 구동에 필수인 단락내량을 확보하여, 어플리케이션의 신뢰성 향상에도 기여한다.

셀프 turn-on으로 손실을 최소한으로 억제
셀프 turn-on이란, MOSFET가 OFF 상태에서 high-side의 메인 스위치가 ON되면, low-side MOSFET의 드레인 - 소스 사이에 갑자기 전압이 인가되고 게이트로 유인되어, 게이트 전압의 상승으로 인해 MOSFET가 오동작을 일으키는 것을 의미한다. 이러한 현상으로 인해, MOSFET 내부의 자기 전력 손실이 발생하지만, R60xxMNx 시리즈는 기생 용량의 최적화를 통해, 자기 전력 손실을 최소한으로 억제할 수 있다.