オン・セミコンダクター

オンセミによるヒートポンプソリューション

ヒートポンプは、低‐炭素電力で駆動する安全かつ持続可能な暖房システムとして実証済みの技術であり、グローバルな持続可能暖房への移行において中核を担う存在です。 しかし、ヒートポンプの主目的は暖房ですが、リバースサイクル方式のヒートポンプは暖房と冷房の両機能を備えています。 廃熱回収と温度上昇機能により、エネルギー効率の大幅な向上が可能となり、省エネルギー化に大きく貢献します。

HVAC システム設計の最新トレンド

  • 高電力密度設計による最小電力損失、高効率化、低EMI（電磁干渉）の実現
  • 多様な出力要求に対応可能なスケーラブルなヒートポンプ設計
  • 長寿命化を実現する堅牢設計と統合システム - 過酷環境下での保護機能強化
  • 小型化の進展：コンパクトなインバータパッケージがシステム全体の設計を主導

図1: ヒートポンプの動作原理

ヒートポンプ（図1参照）は、暖房、冷房、除湿機能を備えた電力駆動型の実証済み持続可能暖房ソリューションです。 家庭・オフィス向けの環境配慮型選択肢として、化石燃料依存からリニューアブルエネルギー技術への移行を促進します。 エネルギー安全保障と気候変動対策への世界的関心の高まりを背景に、ヒートポンプは空調および給湯システムの脱炭素化を実現する主要技術として注目を集めています。

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三相システムブロック図

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単相システムブロック図

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主要特長

インテリジェント パワー モジュール

  • インテリジェントパワーモジュール (IPM)には、インバータ電力段、ゲートドライバ回路、NTC（オプション）、ブートストラップダイオード、パワースイッチを統合
  • 単相・三相入力ACドライブの電力容量を1〜20kWまで拡張可能
  • 直接銅接合（DBC）技術：
    • 優れた熱伝導率：24 W/mK（AL2O3）〜170 W/mK（ALN）
    • 高絶縁耐圧と経年劣化なし：>20 kV/mm
    • 高抵抗率：> 10Ωcm @20°C
    • 温度範囲: -55℃ ～850°C
  • プラグアンドプレイ（Ｐ２Ｐ）互換の標準パッケージ
  • SiC素子内蔵による大幅な効率向上

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力率改善（PFC）コントローラ

  • 効率向上を実現する最新の単相、トーテムポール、およびインターリーブPFCコントローラ
  • FAN9673 インターリーブPFCコントローラ 
  • NCP1681 インターリーブPFCコントローラ 
  • 統合型PFCソリューション
  • 主な利点：
    • 効率向上と力率の最適化
    • 電圧降下および電流損失の低減
    • 高調波抑制と電圧安定化による性能向上
    • 各種規格への適合性確保とペナルティの回避
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ディスクリートパワーデバイス

  • M3S EliteSiC™ MOSFET の主要特性
    • 高温動作に最適化された設計
    • ダイオード特性：低温度係数の順方向電圧降下
    • MOSFET特性：温度に依存しない安定した逆回復特性
    • 高周波・高効率アプリケーション向けに最適化された寄生容量
    • 低オン抵抗（RDS(on)）大型チップを提供
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ゲートドライバ

ゲートドライバICは、制御信号とパワースイッチ間のインターフェースとして機能します。オン・セミコンダクター社は、システム性能を向上させる高機能な絶縁/非絶縁ゲートドライバを、多様なパワースイッチに対応して幅広く提供しています。

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FS7 IGBT

  • 1200V耐圧トレンチゲート構造のFS7 IGBTは、三相ヒートポンプシステムのPFCステージ用途に最適で、新たに推奨されています。
  • Rシリーズは、定格電流時（@25°C）のコレクタ-エミッタ間飽和電圧（Vce(sat)）が1.37Vと低いのが特長です。
  • 提供パッケージ：TO-247-3L、TO-247-4L、QD3、ベアダイ
  • FS7 IGBT搭載パワー集積モジュールもラインナップ
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