ルネサスエレクトロニクス G8Hシリーズ

電力変換ロスを大幅削減する第8世代IGBT、太陽光発電やUPSシステム向けに

ルネサスエレクトロニクスは、太陽光発電のパワーコンディショナやUPSシステムのインバータ用途向けパワー半導体として、電力変換損失を極小化し、システムの電力効率を向上する第8世代IGBT「G8Hシリーズ」を発表した。

公開 2016年03月14日 12時00分

更新 2017年12月20日 19時03分

著者

八木沢篤

[TechFactory]

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　太陽光発電システムでは、太陽光によって集められた直流（DC）の電流を交流（AC）に変換するインバータ回路を通過する際、電力損失が発生してしまう。特に、パワーデバイスの電力損失が大半を占めており、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）の電力損失を少なくすることがユーザーシステムの発電性能に直結する。

　また、サーバルームやデータセンターなどで使用されるUPS（無停電電源）システムでは、停電が発生していないかをチェックするため、電力は常に電力変換回路を経由しなければならず、稼働しているだけで定常的に電力損失が起きている。この電力損失をいかに低く抑えことができるかも、IGBTの性能が大きく影響する。

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　こうしたニーズに対し、ルネサスエレクトロニクスは2016年3月10日、太陽光発電のパワーコンディショナやUPSシステムのインバータ用途向けパワー半導体として、電力変換損失を極小化し、システムの電力効率を向上する第8世代IGBT「G8Hシリーズ」を新たに製品展開すると発表した。

前世代IGBT比で性能指数が最大30％改善

G8Hシリーズ（出典：ルネサスエレクトロニクス） ※画像クリックで拡大

　G8Hシリーズには、同社が培ってきた電力変換分野における低損失IGBTの設計ノウハウが生かされている。プロセス構造に独自のトレンチゲート構造を採用することで、IGBTの性能指標となる高速スイッチング特性の向上と、飽和電圧Vce（sat）の低下による導通損失の低減を両立させることに成功した。第8世代IGBTであるG8Hシリーズは、従来の第7世代IGBTと比較して性能指数を最大30％改善。ムダな電力損失を削減させたことで、ユーザーシステムの電力効率の向上に貢献できるとする。

　また、G8Hシリーズは高速スイッチング性能と相反する低ノイズ特性を実現。これにより従来ノイズの低減に必要とされていた外付けのゲート抵抗を削減できるようになった。さらに、市場ニーズに応え、高温175℃を保証し、高放熱特性である「TO-247」パッケージを採用。そして新たに、75A大電流帯の単体パッケージ「TO-247 plus」品を製品化し、高温・高放熱パッケージでセットの電力容量向上を実現できるとしている。

　G8Hシリーズは、650V／40A、50A、75Aの3製品、1250V／25A、40A、75Aの3製品で計6製品のラインアップ用意しており、さまざまなインバータ回路方式、出力容量に応じて製品を選択できる。

G8Hシリーズ 650V製品ラインアップ／1250V製品ラインアップ（出典：ルネサスエレクトロニクス） ※画像クリックで拡大

　サンプル出荷は2016年3月10日から順次開始。サンプル価格（税別）は650V／50Aの「RBN50H65T1GPQ-A0」が330円／個である。量産は2016年9月より開始し、2017年3月には月産60万個を計画している。

　今回の新製品G8Hシリーズは、インバータ用途以外にも、第8世代IGBTの高速スイッチング性能を生かして、コンバーターなどの昇圧回路においても、高い性能を発揮。今後、同社はIGBTを家電／産業用途の重要部品と位置付けており、他の家電機器向けや産業用途向けに順次、G8Hシリーズをリリースする予定だ。また、同社のマイコンなどと組み合わせた最適な産業機器向けソリューションも併せて提供していく方針だという。

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