東芝D＆S、耐圧2200VのSiC MOSFETを開発：PV用インバーターを小型軽量化

東芝デバイス＆ストレージ（東芝D＆S）は、耐圧2200VのSiC（炭化ケイ素）MOSFETを開発した。太陽光発電（PV）用インバーターシステムの小型軽量化が可能になる。【訂正あり】

[馬本隆綱，EE Times Japan]

ヒートシンクやフィルターなども小さくて軽い部品に

　東芝デバイス＆ストレージ（東芝D＆S）は2023年8月、耐圧2200VのSiC（炭化ケイ素）MOSFETを開発したと発表した。太陽光発電（PV）用インバーターシステムの小型軽量化が可能になる。

　新たに開発したSiC MOSFETは、既存製品をベースにドリフト層の濃度と厚みを最適化した。これにより、オン抵抗と耐圧について既存製品と同等の関係性を維持しつつ、宇宙線に対する高い破壊耐量を実現した。しかも、SBD（ショットキーバリアダイオード）を内蔵したことで、寄生PNダイオード通電による信頼性の低下を抑え、逆方向導通時の信頼性を向上させた。

開発した2200V SiC MOSFETのデバイス構造［クリックで拡大］ 出所：東芝D＆S

　開発したSiC MOSFET素子を内蔵したフルSiCモジュールは、耐圧が同等のSi（シリコン）モジュールに比べ、スイッチング損失が極めて小さいという。計算結果によれば、SiCモジュールを搭載した2レベルSiCインバーターの損失は、従来の3レベルSiインバーターよりも少なく、2倍のスイッチング周波数で駆動しても、消費電力は38％も小さくなることが分かった。高周波駆動により、ヒートシンクやフィルターなど周辺部品を小型軽量化することも可能になるという。

2300V Siモジュールと開発したフルSiCモジュールのスイッチング損失比較［クリックで拡大］ 出所：東芝D＆S

従来の3レベルSi IGBTと開発した2レベルSiC MOSFETを採用したインバーター損失比較［クリックで拡大］ 出所：東芝D＆S

【訂正：2023年8月22日11時　当初、消費電力の削減率は「37％」でしたが、東芝デバイス＆ストレージによるリリース更新（8月18日）に伴い、「38％」と修正しました。併せて、当記事の3枚目の図版も差し替えました。】