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2021年04月22日 | 罗姆全新IGBT IPM BM6347x系列三大特点解析
2021-04-22 来源：EEWORLD
2020年一月，罗姆宣布与华域三电共同成立“技术联合实验室”。此次成立的联合实验室配备了包括可以对以汽车空调为中心的车载应用进行评估的测试设备、以及能够进行元器件评估的测试装置等重要设备。未来，双方将会进一步加强合作关系，不仅是罗姆的功率元器件、还会进一步推进对组合了驱动IC和周边部件的IPM的评估，加速创新型解决方案的开发。
正如罗姆董事高级执行官CSO业务统括伊野和英博士在声明中所述：“我们很高兴能够与汽车空调领域的先进企业——华域三电成立联合实验室。罗姆正在推进从Si功率元器件（IGBT、MOSFET）到SiC功率元器件等丰富的先进元器件开发，同时，通过与驱动IC等外围元器件相结合的电源解决方案，获得了傲人的实际应用业绩。”
作为功率器件产品领先的供应商，罗姆提供了涵盖晶圆、裸芯片到分离器件、模块，IC以及IPM的几乎所有功率器件，拥有广泛的产品群。
而其中，IPM作为功率模块中主要的一个产品线，罗姆正在不断地投入、开发和丰富产品系列，力争成为越来越主流的产品。
罗姆功率类产品总体布局
IPM是什么？
罗姆半导体（上海）有限公司技术中心高级经理顾伟俊表示，普通功率模块只是将需要的功率器件集合在一个封装中，因此还需要外围匹配合适的驱动。而IPM则是将功率器件、驱动以及周边的保护电路全部集中。
采用IPM之后，产品面积缩小至此前的1/3
因此，无论从空间还是设计便利性来说，IPM都拥有较大优势。“只是在偶尔的指标上，分离器件的设计更为灵活。但随着IPM的性能越可靠，适用性越来越广，性价比越来越高，因此基于IPM的设计变得非常流行。”顾伟俊说道。
顾伟俊强调道，在功率器件方面，罗姆是完整的IDM模式，从晶圆到封装及测试，都是在罗姆分布在日本和泰国的工厂中进行内部完成。同时，罗姆也提供了完整的IPM支持，包括开发工具、在线电路及热仿真、原理图、BOM表、应用指南以及评估板等，方便客户各方面需求。
罗姆新一代IPM的三大特点
顾伟俊总结了罗姆近期推出的全新一代通用600V 耐压IGBT IPM“BM6347x”系列的三大特点，包括：更低噪声且更节能、高精度温度监控以及产品识别功能，并给出了详细解答。
通常来说，噪声和节能是两个略有冲突的指标，如果想要噪声低，一定要更低的开关频率，但开关频率低的功耗一般会更高。为此，罗姆通过改进功率器件及控制器，实现了二者的统一。如图所示，根据罗姆的实测数据显示，相比一般产品，新一代IPM可降低6 dB的噪音，同时还保持着同样的功耗水平。
而对于温度控制来说，相对而言并不是IPM需要重点关注的，所以产品的温度输出精度一般来说在±5%左右。在严苛的应用中，客户会选择采用外置热敏电阻来增加可靠的温度检测。罗姆全新一代IPM内部集成了高精度温度传感功能，实现±2%的精度，可以省去外围电路设计。
第三，则是为量产而提供的产品识别功能。顾伟俊介绍道，由于普通IPM背面都需要有散热片，所以标签一般都打在底部。但是当安装完毕后，看不到实际标签，无法分辨出型号是否正确。为了防止误操作或者混入其他产品，罗姆根据客户的需求，为新一代的IPM增加了产品识别功能。可以通过阻抗测量仪区分出具体型号，支持在线料号检测，从而保证了生产的可靠性。
开发硅基IPM
顾伟俊表示，罗姆一直致力于IPM的研究，尤其是对空调领域格外看重。目前全球空调年出货量大概在1.5亿台左右，作为能源消耗大户，针对空调的节能要求不断提高。2020年7月1日，中国实施了新的能效标准，要求空调产品效率达到80%以上。因此需要从定频向变频技术转变，同时待机功耗也要求从3W变成1W以下。
顾伟俊说道，通过针对空调的实际调查，变频空调80%的时间都处在低功耗也就是维持室内温度的工作状态，这并不需要很大的电流。因此，相比IGBT而言，硅基MOSFET拥有更高的效率。
也正是基于此，罗姆针对空调市场，推出了使用自产PrestoMOS™的高效率IPM产品系列，可以使变频空调降低50%左右的功耗。
针对空调所开发的使用自产PrestoMOS™的高效率IPM产品
对于未来罗姆在IPM上的蓝图，顾伟俊透露道，罗姆将继续扩大产品阵容，并且已经开始投入到车规级IPM的开发中。希望在更广泛的领域进一步帮助工程师降低产品功耗，并缩短设计周期。
史海拾趣
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