Toshiba migliora l’efficienza degli SMPS con MOSFET a super giunzione da 600V

Per alimentatori a commutazione (SMPS), sistemi di alimentazione ininterrotta (UPS) e inverter fotovoltaici, Toshiba Electronics Europe GmbH ha ampliato la sua serie DTMOSVI 600V con nuovi MOSFET di potenza a super giunzione a canale N dotati di diodi ad alta velocità integrati. I dispositivi sono progettati per ridurre le perdite di commutazione e migliorare l’efficienza nei circuiti di conversione di potenza ad alta tensione, supportando al contempo layout di sistema compatti.

Un dispositivo chiave della serie raggiunge una resistenza tipica drain-source in conduzione (RDS(ON)) di 0,050Ω in un package DFN8×8, consentendo un’elevata efficienza in progetti con vincoli di spazio.

Diodo a recupero rapido integrato per migliori prestazioni di commutazione
I nuovi MOSFET incorporano un diodo di recupero rapido ad alta velocità (HSD) integrato, reso possibile dalla tecnologia di controllo della vita utile. Questa tecnica introduce difetti controllati nella struttura del semiconduttore per accelerare la ricombinazione dei portatori, migliorando le caratteristiche di recupero inverso.

Di conseguenza, il tempo di recupero inverso (trr) è ridotto di circa il 60% e la carica di recupero inverso (Qrr) di circa l’85% rispetto a dispositivi equivalenti senza diodi a recupero rapido integrati (condizioni di misura: VDD=400V, VGS=0V, IDR=20A, -dIDRa=25°C).

Questi miglioramenti sono particolarmente rilevanti per circuiti a ponte e topologie di inverter, in cui il comportamento di recupero del diodo influisce direttamente sulle perdite di commutazione, sulle interferenze elettromagnetiche (EMI) e sull’efficienza complessiva del sistema.

Riduzione delle perdite di conduzione e commutazione tramite ottimizzazione del design
La serie DTMOSVI utilizza una struttura di gate ottimizzata e un processo di fabbricazione migliorato per ottimizzare i principali parametri di prestazione. Rispetto alla precedente generazione DTMOSIV-H con la stessa tensione nominale, il prodotto riduce:

Valori più bassi di questi parametri si traducono in perdite di conduzione ridotte, minore energia di pilotaggio del gate e maggiore efficienza di commutazione. Questo è fondamentale per i sistemi di conversione di potenza ad alta frequenza, dove sia le perdite dinamiche sia quelle statiche influenzano le prestazioni termiche e il consumo energetico.

Flessibilità dei package per vincoli termici e di spazio
I sette nuovi dispositivi sono disponibili in diverse opzioni di package, tra cui TO-247, TOLL e DFN8×8. Ciò consente agli ingegneri di selezionare i componenti in base alla densità di potenza, ai requisiti di dissipazione termica e ai vincoli di layout del PCB.

Il package DFN8×8, in particolare, supporta design compatti mantenendo una bassa resistenza in conduzione, rendendolo adatto per alimentatori server ad alta densità e altre applicazioni con spazio limitato.

Strumenti di supporto alla progettazione per uno sviluppo più rapido
Per supportare la progettazione e la validazione dei circuiti, Toshiba fornisce modelli SPICE adattati a diversi livelli di accuratezza della simulazione. Il modello SPICE G0 consente una rapida verifica funzionale, mentre il modello G2 riproduce caratteristiche transitorie dettagliate.

Inoltre, il simulatore di circuiti online consente agli ingegneri di valutare il comportamento del circuito senza dover configurare un ambiente di simulazione locale, semplificando le fasi iniziali di progettazione e ottimizzazione.

Applicazioni nella conversione di potenza ad alta efficienza
I MOSFET sono destinati all’uso in SMPS per server di data center, sistemi UPS e condizionatori di potenza fotovoltaica, dove efficienza, gestione termica e affidabilità sono fattori progettuali critici.

Combinando bassa resistenza in conduzione, miglior recupero del diodo e ridotte perdite di commutazione, i dispositivi contribuiscono a una maggiore efficienza del sistema e supportano gli sforzi continui per ridurre il consumo energetico nelle applicazioni industriali ed energetiche.

Modificato dalla giornalista industriale Natania Lyngdoh — Adattato da IA.

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