高周波駆動で低消費電力の太陽光発電向け2200V SiC-MOSFET：組み込み開発ニュース

東芝デバイス＆ストレージは、太陽光発電向けに2200V SiC-MOSFETを開発した。同デバイスの2レベルSiCインバーターは、3レベルSiインバーターより低損失で、2倍のスイッチング周波数駆動時でも消費電力が38％低い。

[MONOist]

　東芝デバイス＆ストレージは2023年8月10日、太陽光発電（PV）向けに、2200V SiC（炭化ケイ素）-MOSFETを開発したと発表した。インバーターシステムの単純化や小型軽量化も期待される。

　同デバイスは、既存のSiC-MOSFET製品をベースにドリフト層の濃度と厚さを最適化し、オン抵抗と耐圧のトレードオフを維持しつつ、PV向けに求められる宇宙線に対する高破壊耐量を有する。また、SBDの内蔵により、寄生PNダイオード通電による信頼性低下を抑止し、逆方向導通時の高信頼性も確認した。

2200V SiC-MOSFETのデバイス構造［クリックで拡大］ 出所：東芝デバイス＆ストレージ

　今回開発したMOSFET素子をパッケージングしたオールSiCモジュールは、同等耐圧のSiモジュール（Si IGBT＋Si FRD）に比べて、スイッチング損失が大幅に低下した。

「2300 V Siモジュール」と「オールSiCモジュール」のスイッチング損失比較 出所：東芝デバイス＆ストレージ

　また、このSiCモジュールを搭載する2レベルSiCインバーターは、3レベルSiインバーターより低損失で、2倍のスイッチング周波数駆動時でも消費電力が38％低い。これにより、ヒートシンクやフィルターなどの受動素子の小型軽量化も可能となる。

「3レベルSi IGBT」と「2レベルSiC MOSFET」でのインバーター損失比較［クリックで拡大］ 出所：東芝デバイス＆ストレージ

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