発熱を抑え、エネルギー効率を最大化する熱対策ソリューション
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再生可能エネルギーの利用拡大に伴い、パワー半導体の性能向上が求められています。しかし、大電力を扱うパワー半導体は必然的に発熱を伴い、エネルギーロスや機器の破損原因になります。パワー半導体×放熱材料の最適なソリューションにより、この発熱問題を解決し、エネルギー効率を最大化。環境負荷の軽減と機器の長寿命化を実現します。
なぜ今、脱炭素が求められているのか?
気候変動の抑制に向けて、脱炭素社会の実現は喫緊の課題であり、国や企業、個人レベルでの行動が求められています。
この実現に向けて、社会全体で以下のような取り組みが進められています。
- 太陽光や風力などの再生可能エネルギーの最大限導入
- 電気自動車(EV)の普及の加速と充電インフラの整備
- デジタル機器や情報通信機器の省エネルギー化・グリーン化
このようなエネルギーの変革を支える重要技術が「パワー半導体」です。
パワー半導体は電力の供給・制御を担い、自動車や産業機器、家電製品など幅広い分野で省エネルギー化を支える中核技術です。
再生可能エネルギーの効率的な活用やEVの性能向上にも、高効率なパワー半導体の存在が不可欠です。
脱炭素社会を加速するには、パワー半導体の技術革新と、適切な熱対策の両立が重要なカギとなります。
「パワー半導体」が果たす決定的な役割
現在主流のSi(シリコン)に加えて、大容量領域での高効率・高出力化向けのSiCや、 KWクラスの高効率・小型化に適するGaNといった化合物半導体の応用が進んでいます。
対象アプリケーション
化合物半導体の応用が期待される分野
xEV 車両の軽量化と航続距離の延伸 |
データセンター 電源の高効率化・コンパクト化、冷却電力の削減 |
SiC | SiC GaN |
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洋上風力発電 変換ロス低減と軽量化で設置自由度向上 |
電鉄(高速鉄道) 走行電力の削減とスペース有効活用 |
SiC | SiC |
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高効率・高出力化が進むパワー半導体ですが、
性能向上とともに課題となるのが「発熱」です。
高性能の裏に潜む“熱”の壁!
大きな電力を扱うからこそ、避けられない“熱”の問題
パワー半導体は大電圧・大電流を扱うため、発熱や電力の損失が不可避です。
熱の増加はエネルギーロスと環境負荷を高め、誤作動や機器破損を招いて消費電力も増加させます。
解決のカギは「素材」×「構造」
発熱を抑えるには、デバイスの効率向上や小型化への対応が重要な課題です。
採用する半導体素材は、デバイス性能に直結する重要な要素です。
中でも、次世代素材として注目されているのがSiCやGaNです。
SiC MOSFET ディスクリート製品(代表例) | SiC MOSFET モジュール製品(代表例) | |
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VDSS:650V、1200V品 ID:20、30、40、58、100A品 RDS(ON):15~140mΩ |
VDSS:3300V品 ID:800A品 RDS(ON):1.63mΩ |
VDSS:1200、1700、2200V品 ID:250、400、600A品 RDS(ON):1.5~2.8mΩ |
しかし、デバイスだけでは発熱を完全に抑えることはできません。
熱を外に逃がす仕組み、つまり「放熱材料」の併用が必要です。
放熱材料の役割と種類
放熱材料は、デバイスから発生する熱を効率よく伝え・逃がすための材料です。
正しく選定・設計することで、熱による劣化や誤作動を防ぎ、性能と安全性を高めます。
代表的な放熱材料
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放熱シート(代表例) |
パワー半導体と放熱材料との組み合わせ(例)
構成例:パワー半導体のみ |
パワー半導体+放熱材料 ➡ |
構成例:パワー半導体+放熱材料 |
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発熱により、誤作動にとどまらず機器の破損にもつながります。必要な電力も増大します。 | 放熱材料を使用することにより、発熱を防ぎ、誤作動、機器の破損を防ぐ。電力の増大も防ぐ事になります。 |
放熱材料を使用することにより、
全体の放熱性が向上します!
熱対策による、性能向上とエネルギー削減
再生可能エネルギーの利用が拡大する中、特に太陽光発電やxEVの電力変換において、パワー半導体は重要な役割を果たしています。しかし、大電力を扱うパワー半導体は必然的に発熱を伴い、その発熱はエネルギーロスを引き起こし、機器の誤作動や破損を招く恐れもあります。
パワー半導体×放熱材料の最適なソリューション
パワー半導体の性能向上を支えるためには、適切な熱対策が必要です。
放熱材料を適切に選定することで、発熱を効率よく外部に逃がし、
機器の長寿命化とエネルギー効率の向上を実現します。
弊社のパワー半導体と放熱材料の組み合わせにより、
貴社の発熱問題を解決し、エネルギー効率の向上と環境負荷の軽減を同時に実現可能です。
このような課題をお持ちの方に最適です
- ・パワー半導体の発熱問題を効率よく解決したい
- ・環境負荷を最小化し、エネルギー効率を最大化したい
詳細な情報をお求めの方は、お気軽にお問い合わせください。