东芝最新款分立IGBT将大幅提高空调和工业设备的效率

2023年3月9日

东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝最新款分立IGBT将大幅提高空调和工业设备的效率

中国上海—东芝电子元件及存储装置株式会社（“东芝”）今日宣布推出一款用于空调和工业设备大型电源的功率因数校正（PFC）电路[1]的650V分立IGBT--- “GT30J65MRB”。该产品于今日开始支持批量出货。

功率半导体器件经过业界验证，对于节能工作意义重大，其中包括助力实现碳中和目标。由于在高功率的工业设备和家用电器中，例如变频器在空调中的应用越来越普遍，以及工业设备的大型电源需要降低功耗，因此对高效率开关器件的需求也在增长。这催生了对于PFC电路中低损耗开关器件和更高开关频率的需求。

东芝在其新款IGBT中引入了最新的工艺。优化的沟槽结构确保了行业领先[2]的0.35mJ（典型值）[3]的低开关损耗（关断损耗），与东芝当前产品GT50JR22相比降低了大约42%[4]。此外，新款IGBT还包含一个内置的二极管，其正向电压为1.2V（典型值）[5]，比GT50JR22降低了大约43%[5]。这些改进有助于显著提高设备效率。

对于使用东芝当前产品GT50JR22的空调PFC电路，其工作频率低于40kHz[6]。而GT30J65MRB是东芝首款用于60kHz[6]以下PFC的IGBT，其可通过降低开关损耗（关断损耗）来确保更高的工作频率。

东芝将继续扩大产品线，以充分适应市场趋势，并不断提高设备效率。

图1：关断损耗E<sub>off</sub>
图1：关断损耗Eoff
图2：效率与壳温<sup>[6]</sup>
图2：效率与壳温[6]

注：
[1]功率因数校正（PFC）电路：该电路可减小电压和电流之间的相位差，使功率因数接近于1，以抑制开关电源中产生的谐波分量。
[2]根据东芝截至2023年2月的调研。
[3]测试条件：电感负载、VCE＝400V、IC＝15A、VGE＝15V、RG＝56Ω、TC＝175°C
[4截至2023年2月，东芝测量值（测试条件：VCC＝400V、IC＝15A、VGG＝+15V/0、RG＝56Ω、TC＝175°C）。
[5]测试条件：IF＝15A、VGE＝0V、TC＝25°C
[6]截至2023年2月，由东芝使用其PFC评估板测试得到的测量值。

应用

  • 家用电器（空调等）
  • 工业设备（工厂自动化设备、多功能打印机等）

特性

  • 行业领先[2]的低开关损耗（关断损耗）：由最新工艺实现的Eoff＝0.35mJ[3]（典型值）
  • 采用反向导通（RC）结构的内置续流二极管（FWD）
  • 快速开关时间（下降时间）：tf＝40ns（典型值）（TC＝25℃、IC＝15A、RG＝56Ω）
  • 低二极管正向电压：VF＝1.2V（典型值）（TC＝25℃、IF＝15A、VGE＝0V）

主要规格

（除非另有说明，Ta＝25℃）

器件型号 GT30J65MRB
封装 TO-3P(N)
绝对最大额定值 集电极-发射极电压VCES (V) 650
集电极电流（DC）IC（A） TC＝25°C 60
TC＝100°C 30
结温Tj（°C） 175

集电极-发射极饱和电压

VCE(sat)典型值（V）

 IC＝30A，VGE＝15V， TC＝25°C 1.40

开关时间（下降时间）

tf典型值（ns）

电感负载，

VCE＝400V，IC＝15A，

VGE＝15V，RG＝56Ω，TC＝25°C

 40

开关损耗（关断损耗）

Eoff典型值（mJ）

电感负载，

VCE＝400， IC＝15A，

VGE＝15V， RG＝56Ω， TC＝175°C

 0.35
二极管正向电压VF典型值（V） IF＝15A，VGE＝0V， TC＝25°C 1.20
结壳热阻Rth(j-c)最大值（°C/W） 0.75
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