産業用溶接機器向け電源ソリューション

産業用溶接機器向け電源ソリューション
高速、高効率、高い信頼性、高性能
フェアチャイルドの幅広いパワーポートフォリオ
は、低/中/高電力、様々な溶接インバータデザイン
の要求事項である、サイズと重量を抑えつつ、高効
率、高スイッチング周波数、を満たし、エネルギー
とコストを節約するソリューションを提供します。
我々のハイエンド IGBT テクノロジーは、たとえ高
電流レベルにおいても、低導通ロスおよび低スイッ
チングロスが必須となる最高の性能を提供します。
整流器は低電圧ドロップ性能と共に高速逆回復時間
とソフトネス係数を提供いたします。FPS™ シリー
ズは、補助（aux）電力設計を低待機電力と共に、小
型で信頼性の高いものにすることが可能です。光絶
縁型ゲートドライバーは幅広い動作電圧と高い同相
過渡電圧耐性（CMTI）を提供します。加えて、高
電圧ゲートドライバーは優れたノイズ耐性と低電力
消費を併せ持ちます。
単相 (>20 kHz) および 3 相 (<40 kHz) インバーター用フルブリッジ/ハーフブリッジトポロジー
• 優れた変圧器の利用法
• インダクタ電流リップルの削減（スイッチング周波数を 2 倍とした結果）
Bridge Rectifier PFC (Optional)
Primary Inverter
ステージソリューション
イン
バー
ター
ダイ
オード
Aux
600/650 V フィールドストップ IGBT、逆並列ダイオー
ドなし
AC Input
Ctrl
単相: 600/650 V フィールドストップ IGBT, 逆並列ダイ
オードあり
3相: 1000/1200 V フィールドストップ IGBT、逆並列ダ
イオードあり
Driver
Driver
Driver
Secondary Inverter
Driver
Driver
Driver
Driver
Optocoupler
PWM コントローラ、800 V 電力 MOSFET
単相インバーター（>40 kHz）向け2-スイッチフォワードトポロジー
•急激な負荷の変化に最適
•優れたノイズ耐性
Bridge Rectifier PFC (Optional)
•フォワードトポロジーと比べ、リセット回路は不要
イン
バー
ター
単相: 600/650 V フィールドストップ IGBT、逆並列ダ
イオードなし
ダイ
オード
高速逆回復ダイオード、低 VF およびソフトネス係
数あり
Aux
Driver
AC Input
Ctrl
DC Output
for Steel Welding
Optocoupler
AUX Power
Ctrl
fairchildsemi.co.jp
Welding Torch
Driver
800 V FPS™ シリーズ、統合電力スイッチ
PWM コントローラ、800 V 電力 MOSFET
Inverter
DC-Link
600/650 V フィールドストップ IGBT、逆並列ダイオー
ドなし
AC Output
for Aluminum Welding
Rectifier
ステージソリューション
PFC
Welding Torch
AUX Power
Output
Ctrl
800 V FPS™ シリーズ、統合電力スイッチ
Welding Torch
DC Output
for Steel Welding
AUX Power
高速逆回復ダイオード、低 VF およびソフトネス係
数あり
Rectifier
Driver
DC-Link
PFC
AUX Power
Output
産業用溶接機器向け電源ソリューション
高性能溶接機向けに最適化した高速フィールドストップ IGBT テクノロジー
省エネルギー仕様、高い信頼性、そしてコンパクトなデザインは、フェアチャイルドの最新フィールドストッ
プ IGBT テクノロジーを用いることで達成することができます。我々のソリューションは、スイッチング損
失と導電損失が釣り合いのとれた高速スイッチング特性を必要とする、溶接機向けに最適化されています。
フェアチャイルドの高速 IGBT は、システム効率をより向上させるだけでなく、総損失を最低限に抑えるこ
とを確実とする、優れたスイッチング性能を発揮します。
単相仕様向け 650V フィールドストップトレンチ IGBT
Gate
Emitter
特長と利点
• 産業用アプリケーションに適した低スイッチング損失および導
電損失
N+
P++
• 並列動作が容易な正の温度係数
P-base
• 最大ジャンクション温度：TJ = 175°C
• 最大75Aの高電流性能
• ワイド SOA (IC を 3 倍とした際の100% 誘電性スイッチングテ
スト)
N-
• 優れた堅牢性を有する高ブレイクダウン電圧特性
N
他の対応機器
P+
• ソーラーインバーター、UPS、SMPS、ハードスイッチングト
ポロジー
Collector
• PFCおよび産業用電源
フィールドストップトレンチ構造
IGBT Eoff vs VCE(sat) トレードオフ特性
溶接機の IGBT 電力損失解析
15
FGH60N60UFD
169
1408
1311
156
131
1113
Energy Loss (µJ)
Switching Loss, Eoff (typ.) (µJ/A)
1614
1500
FGH60N60SFD
10
FGA6560WDF
1000
141
561
50%
0
31%
70
E_diode
1.7
1.9
2.1
2.3
455
32%
975
60%
708
394
57
FGA6560WDF
1.5
53%
54%
500
341
5
740
393
76
FGH60N60SFD
Eoff_IGBT
24%
79
Competitor 1
Econd_IGBT
30%
Competitor 2
Eon_IGBT
2.5
Collector-Emitter Voltage, VCE (sat, Typ.) (V)
産業用溶接
2
Fairchild Semiconductor
産業用溶接機器向け電源ソリューション
3 相溶接機における1200 V フィールドストップトレンチ IGBT
特長と利点
他の対応機器
•低飽和電圧：VCE(sat) = 1.8 V、IC = 40 A
•ソーラーインバーター、UPS、SMPS、ハー
ドスイッチングトポロジー
•高速スイッチング：低 Eoff = 27 µJ/A
•PFCおよび産業用電源
•容易な並列動作 (正の温度係数)
•ワイド SOA (ICを4倍とした際の100% 誘電スイッチング
テスト)
•最大ジャンクション温度：TJ = 175°C
IGBT Eoff vs VCE(sat) トレードオフ特性
溶接機のIGBT 電力損失解析
30
2284
349
2000
FGH40T120SMD
1722
FGL40N120AND
Energy Loss (µJ)
Switching Loss, Eoff (typ.) (µJ/A)
2500
FGH12040WD
FGL12040WD
25
1505
384
1500
314
1604
1000
798
53%
70%
57%
976
500
357
36
24%
19%
331
30
322
8
14%
0
20
1.7
2.1
1.9
2.3
FGH12040WD
2.7
2.5
E_diode
Collector-Emitter Voltage, VCE (sat, Typ.) (V)
Econd_IGBT
Eoff_IGBT
Competitor 2
Eon_IGBT
IGBT テクノロジートレンド
PT
Emitter
Competitor 1
Gate
N+
P-base
NPT
E (V/m)
N-
Emitter
Gate
N+
P-base
N+
FS Planar
E (V/m)
Emitter
Gate
N+
P-base
P+ sub
X (µm)
Collector
X (µm)
PT IGBT
IGBT Thickness
P++
N+
P-base
N-
N-
N
N
Collector
NPT IGBT
300 µm
Gate
Emitter
N-
P+ collector
Collector
FS Trench
200 µm
Collector
FS IGBT
100 µm
PT：パンチスルー、NPT：ノンパンチスルー、FS：フィールドストップ
Fairchild Semiconductor
3
産業用溶接
産業用溶接機器向け電源ソリューション
650V フィールドストップトレンチ IGBT
製品名
電圧/電流
VCE(sat) / Eoff
650V / 75A
1.6V / 10 µJ/A
650V / 60A
1.6V / 7 µJ/A
1.8V / 9 µJ/A
FGA6560WDF
650V / 50A
1.6V / 7 µJ/A
FGA50T65SHD
650V / 40A
1.45V / 11 µJ/A
1.6V / 7 µJ/A
1.8V / 6 µJ/A
FGA40T65SHDF
FGA40T65SHD
FGA6540WDF
650V / 30A
1.6V / 7 µJ/A
1.8V / 6 µJ/A
FGA30T65SHD
TO-3PN
TO-247LL
FGH75T65SHD_F155
FGH60T65SHD_F155
FGH40T65SHDF_F155
FGH40T65SHD_F155
FGH40T65SH_F155
FGA6530WDF
1000 / 1200V フィールドストップトレンチ IGBT
製品名
電圧/電流
VCE(sat) / Eoff
TO-247LL
1000V / 40A
1.9V / 27 µJ/A
FGH40T100SMD_F155
1200V / 40A
1.8V / 27 µJ/A
2.3V / 25 µJ/A
FGH40T120SMD_F155
FGH12040WD_F155
1200V / 25A
1.8V / 27 µJ/A
FGH25T120SMD_F155
1200V / 15A
1.8V / 27 µJ/A
FGH15T120SMD_F155
TO-264
FGL12040WD
フェアチャイルド TO-247 ロングリード (20 分)
TO-3PN
TO-247 ロングリード
TO-264
4.8 x 15.8 x 38.7 mm
4.7 x 15.6 x 40.6 mm
5 x 20 x 46 mm
フェアチャイルドの溶接機向けソリューションに関するさらなる情報は、こちらからご確認ください
fairchildsemi.co.jp/welding
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Europe - Germany
3030 Orchard Parkway
82 Running Hill Road
〒150-0013
Einsteinring 28
San Jose, CA 95134
South Portland, ME 04106
東京都渋谷区恵比寿 4-1-8
85609 Aschheim / Muenchen
U.S.A.
U.S.A.
恵比寿ネオナート 3 階
Germany
dir +1 408-822-2000
dir +1 207-775-8100
dir +81 3-6367-9100
dir +49 8999 8876 0
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