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STMicroelectronics

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産業用蓄電システム向け製品

100kW超で動作する業務用バッテリ蓄電システムは、電気使用ピークの平準化（ピーク･シェービング）、負荷軽減、緊急時のバックアップを行い、周波数の調整により送配電網の安定性と電力品質の向上に貢献します。バッテリ蓄電システムは多くの場合、出力の変動や中断を減らすため、風力や太陽光エネルギーといった再生可能エネルギー源と組み合わせて使用されます。通常、送配電網とのインタフェースとなる双方向DC-ACインバータや、各バッテリ･ラックに出入りするエネルギーの流れを独立して制御する双方向DC-DCコンバータで構成されます。これにより、システムを最適な動作状態に保つとともに、バッテリの不均衡を最小限に抑え、システム効率、蓄電容量、耐用期間、および保守性の向上をサポートします。

ここでは、ST社のマイコン以外の特徴ある製品を中心にご紹介します。

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蓄電システムブロックダイアグラム

バッテリ蓄電システムは、概ね以下の様な回路ブロックの構成となっています。

より詳細なブロック図は、以下のST社web siteのアプリケーションページに掲載されています。
業務用バッテリ蓄電システム・ブロック図

蓄電システム向けの主なパワーデバイス

STは、シリコン･カーバイド（SiC）およびシリコン･パワーMOSFET、ダイオード、絶縁型ゲート･ドライバなどのパワー･ディスクリート製品を幅広く提供しています。また、高性能STM32マイクロコントローラやメータICなどを提供し、コスト･パフォーマンスに優れた高効率の家庭用バッテリ蓄電システムの開発・設計をサポートしています。

SiC MOSFET

STPOWER SiC（シリコン･カーバイド）パワーMOSFETは、革新的なワイド･バンドギャップ（WBG）半導体のメリットを提供します。STのSiC（シリコン･カーバイド）MOSFETは、650V～1700Vの広い電圧範囲にて供給されます。最先端のテクノロジー･プラットフォームの1つで、優れたスイッチング性能およびきわめて低い単位面積当たりのオン抵抗を特長とします。 STのSTPOWER SiCパワーMOSFETの製品ポートフォリオには、車載用および産業用アプリケーションの厳しい要件を満たすよう設計された最先端のパッケージ･オプション（HiP247、H2PAK-7、TO-247ロング･リード、STPAK、およびHU3PAK）が含まれています。以下は蓄電装置向け製品の一例です。フルラインアップはこちらをご参照ください。

IGBT

STは、プレーナ･パンチスルー（PT）技術およびトレンチゲート･フィールドストップ（TFS）技術を用いた、300V～1700VのIGBT（絶縁ゲート･バイポーラ･トランジスタ）の包括的な製品ポートフォリオを提供しています。 STのIGBTは、スイッチング性能とオンステート動作のトレードオフが最適化されており、汎用インバータやモータ制御、蓄電システム、無停電電源装置（UPS）/ スイッチング電源（SMPS）などの産業用および車載用アプリケーシにしています。以下は蓄電装置向け製品の一例です。フルラインアップはこちらをご参照ください。

パワーMOSFET

STのパワーMOSFET製品ポートフォリオは、-100V～1700Vという広範囲のブレークダウン電圧を提供するだけでなく、最先端のパッケージに低いゲート電荷とオン抵抗を兼ね備えています。STのプロセス技術では、MDmesh™高電圧パワーMOSFETとSTripFET低電圧パワーMOSFETで電力処理を強化することにより、高効率のソリューションを実現します。以下は蓄電装置向け製品の一例です。フルラインアップはこちらをご参照ください。

SiC Diode

STのSiC（シリコン･カーバイド）ダイオードは、今日の厳しい省エネ規制（Energy Star / 80Plus / European Efficiency）に適合し、標準的なシリコン･ダイオードと比べて15%低い順電圧降下（VF）で4倍優れた動的特性を実現しています。 SiCにより、太陽光発電用インバータや蓄電システム、無停電電源、電気自動車用回路の効率と堅牢性が大幅に向上します。 STは、600V～1200V定格でダイオード1素子入りおよび2素子入りの構成を、PowerFLATTM 8 x 8からTO-247までのさまざまなパッケージ･サイズで提供しています。セラミックで絶縁されたTO-220パッケージも用意されています。10A、15Aおよび20AバージョンのSiCダイオードは、沿面距離が長いD2PAKパッケージで新たに提供され、より高い電気規格と汚染規格に対応しています。以下は蓄電装置向け製品の一例です。フルラインアップはこちらをご参照ください。

Fast Recovery Diode

STは、想定するアプリケーションの要件に応じて異なるVF/Qrrのトレードオフを考慮し、最適な性能を実現するファストリカバリ･ダイオードを幅広く提供しています。最小限の電力損失を特長とし、交流電源の整流、バイパス、昇圧、ブートストラップ、フリーホイール、および高周波整流機能に最適です。このような包括的な機能では、共振型 / マルチレベル型といったトポロジの進化に合わせて、常に最適な設計が生まれています。以下は蓄電装置向け製品の一例です。フルラインアップはこちらをご参照ください。

Power Schottky Diode

STのパワー･ショットキー･ダイオードは、低電圧ドロップ特性、およびゼロもしくはきわめて小さいリカバリ損失を特長としています。15V～200Vおよび1A～240Aに対応し、低電圧OR-ingや48Vコンバータ、高電圧のバッテリ･チャージャおよび溶接器など、さまざまなアプリケーションの要件に対応します。 STのパワー･ショットキー･ダイオードにはアバランシェ耐性が保証されており、優れた堅牢性を特長とします。以下は蓄電装置向けの低VF製品の一例です。フルラインアップはこちらをご参照ください。

環境センサ

STは、大気圧/湿度/温度センサなどの広範なセンサを提供しています。これらのセンサは、専用の機械構造に基づき、過酷な条件下でも最高の性能を発揮します。

大気圧センサ

デジタル温度サンサ

1.5 有線・無線通信デバイス

装置内部の動作状態をモニタリングするためなど、コネクティビティはますます重要な要素となっています。ワイヤレス接続技術は、IoTだけでなく、今や状態モニタの主な導入先であるインダストリアルIoT（IIoT）にも後押しされ、近年非常に大きな発展を遂げています。STは、産業用有線通信向けのIO-Link対応デバイスや広範なワイヤレス･テクノロジー（Bluetooth® Low Energy SoCとネットワーク･プロセッサ、および LoRa®やSigfox™、免許不要のISM / SRD周波数帯に対応したLPWAN SoCとトランシーバなど）を含む、さまざまな有線および無線通信ソリューションを提供しています。

HMI開発ソフトウエア

STM32ファミリはグラフィックスに対応した製品も数多くラインアップしており、スマートフォンのようなグラフィカル･ユーザ･インタフェースを組込みシステムで実現します。これにより、従来のMPUを使用した複雑なグラフィック･アプリケーション開発に対して、大幅な開発負荷の削減に貢献します。 STM32ファミリが備えるグラフィックス高速化、メモリ集積、高度なディスプレイ･インタフェースやスマート･アーキテクチャにより、限られたコストで、高機能ユーザ･インタフェースを実現できます。詳しくはこちらをご参照ください。

技術情報提供

アプリケーション・ノート: 回路設計において役立つ補足情報などを提供しています。製品ページの「ドキュメント」タブからアクセスできます。
技術情報: 各デバイスの実装や熱設計などの補足情報などを提供しています。製品ページの「ドキュメント」タブからアクセスできます。
SPICE Model: 各デバイスの回路設計に於いて、回路シミュレーションに必要なSPICEモデルパラメータを提供しています。製品ページの「CADリソース」タブからアクセスできます。
リファレンス・デザイン: SiC MOSFETを使ったオンボード・チャージャなどの設計情報を提供しています。製品ページの「ツール＆ソフトウエア」タブからアクセスできます。