트랜스폼의 GaN, 모터 드라이브 애플리케이션의 단락 회로 내구성 시간으로 이정표 세워
야스카와전기(Yaskawa Electric Corporation)와 협력해 달성한 이 역량은 트랜스폼의 평상시 오프 플랫폼의 근본적인 이점을 활용
시연은 트랜스폼의 장기 전략적 파트너이자 저압 및 고압 드라이브, 서보 시스템, 기계 컨트롤러 및 산업용 로봇 분야의 글로벌 리더인 야스카와전기의 지원으로 이뤄졌다. GaN은 기존 솔루션에 비해 더 높은 효율과 더 작은 크기를 허용하므로 서보 시스템을 위한 매우 매력적인 전력 변환 기술이다. 이를 위해 GaN은 엄격한 견고성 테스트를 통과해야 한다. 그중 단락 생존 가능성이 가장 어렵다. 단락 오류가 발생하는 경우 장치는 고전류 및 고전압의 극한 조건을 견뎌야 한다. 시스템이 오류를 감지하고 작업을 종료하는 데 최대 몇 마이크로초가 걸릴 수 있다. 이 시간에 장치는 자체적으로 결함을 견뎌야 한다.
야스카와 기업 테크놀로지 사업부의 기본 연구·개발 관리 부서 매니저인 마에다 모토시게(Motoshige Maeda)는 “전력 반도체 장치가 단락 이벤트에서 살아남지 못하면 시스템 자체가 실패할 수 있다. GaN 전력 트랜지스터가 우리와 같은 중부하 전력 애플리케이션에 필요한 단락 요구 사항을 충족할 수 없다는 인식이 강했다. 수년 동안 트랜스폼과 함께 일하면서 우리는 그 인식이 근거가 없다고 믿었고 오늘날 그것이 옳다는 것이 입증됐다. 우리는 이 팀이 성취한 것에 대해 기쁘게 생각하며, 이 새로운 GaN 기능이 우리 설계에 어떻게 도움이 될 수 있는지 시연하기를 기대한다”고 말했다.
단락 기술은 새로 설계된 15mΩ 650V GaN 장치에서 시연됐다. 특히 이 장치는 50kHz의 하드 스위칭 조건에서 99.2%의 최대 효율과 12kW의 최대 전력에 도달한다. 이 장치는 성능뿐만 아니라 고온 고전압 스트레스 요구 사항을 통과하는 신뢰성도 입증했다.
트랜스폼의 최고기술책임자이자 공동설립자인 미시라 우메시(Umesh Mishra)는 “표준 GaN 장치는 수백 나노초 동안만 단락을 견딜 수 있으며, 이는 결함 감지 및 안전한 종료를 위해 너무 짧은 시간이다. 그러나 우리의 캐스코드 아키텍처와 핵심 특허 기술을 통해 추가 외부 구성 요소 없이 최대 5마이크로초의 단락 내구성 시간을 시연했고, 낮은 비용과 높은 성능을 유지할 수 있었다. 우리는 고전력, 고성능 인버터 시스템의 요구 사항을 잘 알고 있다. 우리는 강력한 혁신의 오랜 역사가 있고 이 경험이 GaN을 다음 단계로 끌어 올리는 데 도움이 됐다고 자부한다. 이것은 고전압 GaN 견고성과 신뢰성에서 트랜스폼의 글로벌 리더십에 대한 또 다른 검증이며 모터 드라이브 및 기타 고전력 시스템에서 GaN의 게임 체인저가 될 것이다”고 말했다.
SCWT 성과를 설명하는 전체 설명과 시연 분석 등은 내년 주요 전력전자 콘퍼런스에서 발표될 예정이다.
트랜스폼 소개
GaN 혁명의 글로벌 리더인 트랜스폼은 고전압 전력 변환 애플리케이션을 위한 고성능 및 고신뢰성 GaN 반도체를 설계 및 제조한다. 1000개 이상의 소유 또는 라이선스 특허로 구성된 가장 큰 Power GaN IP 포트폴리오 중 하나를 보유하고 있는 트랜스폼은 업계 최초의 JEDEC 및 AEC-Q101 인증 고전압 GaN 반도체 장치를 생산한다. 회사의 수직 통합 장치 비즈니스 모델은 설계, 제조, 장치 및 응용 프로그램 지원과 같은 모든 개발 단계에서 혁신을 허용한다. 트랜스폼의 혁신은 99% 이상의 효율성, 50% 이상의 전력 밀도 및 20% 낮은 시스템 비용을 달성하기 위해 실리콘의 한계를 넘어 전력 전자 장치를 이동시킨다. 트랜스폼은 캘리포니아 골레타에 본사를 두고 있으며 일본 골레타와 아이즈에서 제조 시설을 운영하고 있다. 자세한 내용은 www.transphormusa.com 을 방문해 알아볼 수 있다. 트위터의 @transphormusa 및 위챗의 @Transphorm_GaN에서 팔로우할 수 있다.
야스카와전기 소개
일본 기타큐슈에 위치한 야스카와전기는 모션 제어, 로봇 공학 및 시스템 엔지니어링에 중점을 둔 핵심 기술을 제공하는 세계적인 기업이다. 1915년에 설립된 야스카와전기는 100년 동안 뛰어난 고객 경험을 제공해왔다. 메카트로닉 솔루션에 중점을 두고 전 세계적으로 2000만개 이상의 AC 드라이브, 1500만개의 서보 모터 및 30만대의 로봇을 출하했다. 자세한 내용은 www.yaskawa.co.jp 에서 알아볼 수 있다.
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