フルシリコンカーバイドパワーデバイスによる次世代電気動力車向けハイパワーインバータモジュール

　ロームは１１日、本田技術研究所（埼玉県和光市）と共同で、世界初のフルシリコンカーバイド（ＳｉＣ）パワーデバイスによる次世代電気動力車向けハイパワーインバータモジュールを開発したと発表した。

　ロームが独自開発したＳｉＣ―ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ、チップサイズ５.１４ミリ角）と、ＳｉＣ―金属・酸化物・半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ、同４.８×２.４ミリ）を搭載している。

　本田技術研究所のハイパワーインバータモジュール技術を用い、ロームで１２００Ｖ・２３０Ａ（２８０ｋＶＡ）クラスのハイパワーインバータモジュールに仕上げた。コンバータ回路（１相）とインバータ回路（３相）をワンパッケージに搭載し、モジュールサイズを１９５×１３５×３０ミリに小型化した。

　ハイブリッド車や電気自動車などの電気動力車に適用することで大幅な損失軽減、システムの小型、軽量化が図れる。

　ロームが開発したＳｉＣパワーデバイスの素子単体特性は従来のＳｉ（シリコン）―ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）と比べスイッチング損失を約７分の１に低減。パワーモジュール性能としてもスイッチング損失をこれまでのＳｉ―ＩＧＢＴの約４分の１以下に低減できる。

　これらによりオン損失を含めた電力交換時の総損失を低減。スイッチング損失の低減分、スイッチング周波数を上げることができる。従来のＳｉ―ＩＧＢＴを使用した２０キロヘル
ツＰＷＭ周波数の場合、４倍の８０キロヘルツに高周波化が図れる。

　今後、ＳｉＣ―ＭＯＳＦＥＴ単体性能を十分に引き出すパワーモジュール構造の改善やＳｉＣ―ＭＯＳＦＥＴの微細化や構造改良を進め、ハイパワーインバータモジュールの性能向上を図っていく。両社は大電流を必要とするパワーエレクトロ二クス分野で、必要な電力交換の実用デバイスとして、さらなる応用展開を図っていく。

　今回のＳｉＣパワーデバイスをインバータ回路に使用すると、総損失低減用途では発熱量が少なくなり、冷却機器の小型化や温度マネジメントの設計範囲の拡大が期待できる。昇圧コンバータ回路に使えば、従来のＳｉに比べ４倍の駆動周波数を得られるため、周辺部品の小型化、軽量化による機器の大幅な出力容積密度を向上できる。

　温度特性もＳｉより倍の高温安定特性を持ち、車載応用でフェイルセーフを考慮した設計が容易になる。特にロームのＳｉＣ―ＭＯＳＦＥＴはノーマリーオフタイプのため、回路を過電流から保護できる。