高効率・高周波化時代の電力変換を支える Vishay FRED Pt® GEN7：45nsの超高速trrと低Qrrで実現する高信頼整流器

高効率化と高周波化が進む電源設計では、整流器の逆回復特性がシステムの損失とEMIに直結します。VishayのFRED Pt® GEN7は、trr（逆回復時間）最短約45ns、Qrr（逆回復電荷）95〜165nC、VF（順方向電圧）1.1〜1.6Vという代表特性を実現し、スイッチング損失の低減とEMI抑制を両立します。また、1200Vまでの耐圧と最大2Aの順方向電流に対応し、SMAやSMFといった小型パッケージで提供されるため、機器の小型化にも大きく貢献します。この記事では、GEN7の技術的背景、回路適用例、モデル選定のポイントを実務視点で解説します。

キー技術の解説

製品概要

製品の応用例

高温・高信頼性が求められる車載機器、産業機器や高周波効率が重要な通信インフラなど幅広いアプリケーションに最適です。

（アプリケーション例）

• スイッチモード電源（SMPS）
• 力率改善回路（PFC）
• 各種インバータ
• DC-DCコンバータ
• 通信機器用電源
• 車載電源（EV/HEV）
• UPSや産業用制御装置

実際の回路使用例と優位点

FRED Pt® GEN7は、「低逆回復電荷（Qrr）」「低順方向電圧（VF）」「低接合容量（Cj）でノイズによる誤検出を抑制」「高温・高サージ耐性」を両立しています。
特にインバータブロックなどのデサチュレーション回路（過電流保護）に使用することによって、誤動作抑制や高周波でのEMI低減に寄与します。
またPFCブロックなどのブートストラップ回路に使用することによって、低VFと低Qrrにより充電時の電圧降下とスイッチング損失が減り、結果としてCbootへの充電時間短縮と発熱低減が得られ充電効率向上などに寄与します。

（使用した場合の優位点）

• 低逆回復電荷（Qrr）とソフトリカバリ
  ブートストラップや高周波整流でのスイッチング損失とEMIを低減し、短パルスでの充電効率を高めます。ソフトリカバリとは逆回復波形が滑らかで急峻な電流スパイクを生じにくい特性で、これがEMI低減に寄与します。
• 低順方向電圧（VF）
  ブートストラップ充電時の電圧降下を抑え、Cbootへの充電時間短縮と発熱低減に寄与します。
• 低接合容量（Cj）
  ハイサイドの浮動ノードでの寄生容量を小さくし、デサチュレーション検出の誤トリップ（ノイズによる誤検出）を抑制します。
• 高温・高サージ耐性
  動作温度範囲 -55℃〜+175℃ やサージ耐量により、過酷環境や高電圧バスでの信頼性が高いです。
• パッケージとピーク電流対応
  SMA等の実装で高い繰返しピーク電流に耐え、Rbootを小さくして充電速度を稼げる設計が可能になります。
  （Rboot:ブートストラップ回路の抵抗で、ダイオードのピーク電流耐性が高いほどRbootを小さくでき、Cbootの充電時間を短縮できます。）

また、国内の採用例として、EVやHEVのトラクションインバータ（Traction Inverter）への採用実績が増えてきております。

ブートストラップ回路例

デサチュレーション回路例

まとめ

Vishay FRED Pt® GEN7は、低Qrrと低VFを両立することでPFCやインバータ、ブートストラップ回路など高周波領域での効率向上とEMI低減に貢献します。車載用途にはAEC‑Q101対応モデルを、PFCや高周波整流には低Qrrモデルを優先して選定してください。次のステップとして、評価ボードでの波形確認と、実装パッケージごとの熱設計評価を推奨します。

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