Обзор дискретных компонентов силовой электроники Belling и Alpha Power: качественная замена продукции Infineon, STMicroelectronics и других брендов

Дискретные компоненты в электронике — это отдельные элементы, которые не входят в состав интегральных схем (микросхем) и обладают определёнными функциональными возможностями. Обычно они имеют ограниченное количество выводов и выполняют конкретную функцию в электрических схемах.

К основным дискретным компонентам относятся резисторы, конденсаторы, диоды и транзисторы. Такие компоненты часто используются в комбинации с интегральными схемами для создания сложных электронных устройств. Дискретные компоненты находят широкое применение в различных отраслях, включая автомобилестроение, медицину, промышленное производство и телекоммуникации.

В области силовой электроники дискретные компоненты являются специализированными электронными компонентами, предназначенными для работы с высокими уровнями напряжения и тока в силовых электрических цепях. Они используются для управления энергией, регулирования напряжения, коммутации силовых токов и других задач, связанных с передачей и преобразованием электрической энергии.

К основным дискретным компонентам силовой электроники относятся:

• MOSFET (полевые транзисторы или МОП-транзисторы). Эти транзисторы имеют полупроводниковый канал, управляемый электрическим полем. Они отличаются высокой эффективностью, быстрой коммутацией, низким внутренним сопротивлением и хорошей управляемостью.
• IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором). Это комбинация биполярного и полевого транзисторов. Они обладают высоким коэффициентом усиления, значительной коммутационной способностью, способностью выдерживать большие напряжения и токи.
• Диоды Шоттки. Обладают низким напряжением обратного смещения и малым временем восстановления, что делает их эффективными для высокочастотных силовых преобразователей.
• Тиристоры. Используются для управления силовыми токами и коммутации в высоковольтных системах. Несмотря на свою эффективность, сложность схем управления тиристорами приводит к их всё более редкому применению в современных силовых устройствах.

Все перечисленные компоненты играют важную роль в различных приложениях, таких как силовые блоки питания, солнечные батареи, электрические автономные системы и другие устройства, требующие обработки и контроля силовой энергии. Помимо классических дискретных компонентов на основе кремния сегодня в силовой электронике большую популярность набирают карбид-кремниевые (SiC) элементы.

Это новое поколение полупроводниковых устройств, которое обладает рядом преимуществ:

• Большая температурная стабильность: карбид-кремниевые устройства обладают высокой термической стабильностью, что позволяет им работать при высоких температурах, в отличие от традиционных кремниевых устройств.
• Значительная электрическая прочность: SiC-устройства имеют высокую электрическую прочность, что делает их идеальными для работы при высоких напряжениях и токах.
• Высокая частота коммутации: устройства на основе SiC способны работать на высоких частотах коммутации, что делает их идеальным выбором для применений, где необходимо быстрое и точное управление электронными устройствами.

В связи с всеобщим дефицитом и внешнеполитическими событиями доступность дискретных компонентов силовой электроники брендов Infineon, STMicroelectronics значительно снизилась для российских производителей. Сегодня потребность в этих компонентах закрывают китайские компании, которые зарекомендовали себя  на рынке и обладают широкой номенклатурой – Shanghai Belling и Alpha Power Solutions.

Компания Shanghai Belling Co., Ltd. (также известная как Belling) была основана Шанхайским приборостроительным бюро и Shanghai Bell в 1988 году. Это первое китайско-иностранное совместное предприятие в области производства микросхем в Китае. В июле 2015 года Huada Semiconductor Co., Ltd. стала её крупнейшим акционером.

Основная продукция:

• микросхемы для интеллектуальных приборов учета;
• универсальные аналоговые устройства (операционные усилители, компараторы);
• продукты для управления питанием (LDO-стабилизаторы, DC/DC преобразователи, микросхемы зарядки аккумуляторов).

Применение:

• счетчики электроэнергии,
• источники питания,
• мобильные телефоны,
• телевизоры,
• приставки и др. виды потребительской электроники.

Belling обладает широким ассортиментом полевых МОП-транзисторов (MOSFET), рассчитанных на большие токи и напряжения. Belling выпускает MOSFET-устройства четырех типов, востребованных сегодня на рынке, а именно:

• Planar MOSFET: это классический тип MOSFET с плоским каналом. В соответствии с планарной технологией канал находится между истоком и стоком. Он характеризуется простым строением и невысокими потерями мощности, но может иметь ограничения по силе тока и эффективности в сравнении с более современными типами полевых транзисторов.
• Trench MOSFET: в них используется конструкция с траншеями, которая увеличивает площадь канала и улучшает характеристики устройства: меньшие потери мощности, более высокая эффективность и способность переносить более высокие токи. Trench MOSFET широко применяется в силовой электронике и энергетике.
• Super-Junction MOSFET: это особый тип MOSFET с уникальной структурой эпитаксиальных слоев между истоком и стоком. Эта структура позволяет уменьшить уровень пробочных напряжений и улучшить эффективность переключения, что делает Super-Junction MOSFET эффективными в применениях с высокой частотой коммутации и высокой эффективностью.
• Shielded Gate Trench (SGT) MOSFET: объединяет преимущества Trench MOSFET и Super-Junction MOSFET. Он имеет структуру траншей и дополнительный слой, защищающий управляющий затвор от эффектов межэлектродного взаимодействия, что обеспечивает более низкие потери коммутации и повышенную эффективность в сравнении с другими типами MOSFET.

Belling Planar MOSFET – N-канальные устройства с напряжением сток-исток от 200 В до 1500 В и током стока от 2 А до 90 А.

Корпусы: TO-220(F), TO-251, TO-252, TO-3PN(PF), TO-247.

Ниже в таблице представлен ряд планарных MOSFET компании Belling с их основными характеристиками и аналогами знаменитых брендов.

Belling Trench MOSFET – N-канальные и P-канальные устройства как одинарные, так и сдвоенные, с напряжением сток-исток от 20 В до 200 В и током стока от 4,1 А до 200 А.

Корпусы: TO-220. TO-252, TO-263, TO-264, SOP-8, SOT23-3, SOT23-6 и PDFN3.3×3.3

Ниже в таблице представлены некоторые полевые транзисторы компании Belling с их основными характеристиками и аналогами.

Belling Super-Junction MOSFET – N-канальные устройства с напряжением сток-исток от 600 В до 750 В и током стока от 5,2 А до 75 А.

Корпусы: TO-220(F), TO-251, TO-252, TO-3PN, TO-247.

Ниже в таблице представлены некоторые представители класса от компании Belling с их основными характеристиками и аналогами.

Belling Shielded Gate Trench (SGT) MOSFET – N-канальные устройства с напряжением сток-исток от 60 В до 200 В и током стока от 20 А до 413 А.

Корпусы: TO-220, TO-252, TO-247, TO263-3, TO263-7, PDFN5x6, TOLL-8 и SOP-8.

Ниже в таблице представлены некоторые компоненты класса от компании Belling с их основными характеристиками и аналогами.

Помимо полевых МОП-транзисторов компания Belling выпускает N-канальные транзисторы IGBT для применения в силовой электронике. Они производятся с напряжениями коллектор-эмиттер 650 В и 1200 В и током коллектора от 10 А до 75 А.

Размещаются в корпусах TO-220, TO-247, TO-252, TO263-3 и TO-3PN.

Ниже в таблице представлен ряд транзисторов IGBT компании Belling с указанием их основных характеристик и аналогов.

Потребность в силовых компонентах на основе карбида кремния удовлетворяет компания Alpha Power, которая выпускает SiC-диоды Шоттки, SiC MOSFET и модули на основе SiC MOSFET.

Alpha Power Solutions (APS, далее Alpha Power) является одним из крупных производителей полупроводников третьего поколения в Китае, который специализируется на исследованиях и разработках, производстве и продаже устройств из карбида кремния.

Компания Alpha Power со штаб-квартирой в Шанхае имеет филиалы и дочерние компании в Пекине, Шэньчжэне и Гонконге. Компания была основана в результате отделения другой технологической компании Vitelic Technology в 2017 году. В 2018 году компания выпустила свой первый инженерный образец карбид-кремниевого полевого транзистора, который позже получил квалификацию стандарта JEDEC.

Компания использует технологию утонения карбидокремниевых диодов и способна поставлять устройства из карбида кремния на напряжение до 1700 В.

Основная продукция:

• карбид-кремниевые диоды,
• МОП-транзисторы и модули.

Применение:

• электротранспорт,
• зарядные устройства,
• фотоэлектрические накопители энергии,
• источники бесперебойного питания.

Alpha Power карбид-кремниевые диоды – в одинарном исполнении и в сдвоенном исполнении, с обратным напряжением 650 В, 900 В, 1200 В и 1700 В и прямым током от 4 А до 50 А.

Корпусы: TO-220-2, TO-252-2, TO-263-2, TO-247-2, TO-247-3 и DFN5x6.

Ниже в таблице они представлены с их основными характеристиками и аналогами.

Alpha Power карбид-кремниевые транзисторы с напряжением сток-исток 650 В, 750 В, 1200 В и 1700 В и током стока от 5,3 А до 170 А.

Корпусы: TO-247-3, TO-247-4, TO-263-7 и TOLL-8.

Ниже в таблице представлены SiC MOSFET от компании Alpha Power с их основными характеристиками и аналогами.

Компания Belling также начала производство карбид-кремниевых MOSFET и на данный момент выпускает лишь один компонент – BLC75N120, которые имеет напряжение сток-исток 1200 В и ток стока 40 А, максимальный Rds(on) при этом составляет 100 мОм.

Корпусы: TO-247-3, TO-247-4 и TO263-7. В будущем планируется расширение ассортимента SiC MOSFET компании Belling.

В будущем Belling планирует расширение ассортимента SiC MOSFET.

Китайские компании готовы удовлетворить все ключевые потребности российских разработчиков и производителей в области дискретных компонентов силовой электроники. Компоненты Belling и Alpha Power соответствуют западным аналогам по параметрам и стоят значительно дешевле.

! Вся документация на компоненты предоставляется на английском языке !

Свяжитесь с нами и получите квалифицированную помощь по продуктам у наших специалистов.