IH調理器

エネルギー効率が高く、高出力で多機能な誘導調理アプリケーションの正確かつ安全な加熱制御を実現する半導体ソリューション

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概要

当社のソリューションは、現代の家電製品に対する消費者の期待の高まりをターゲットとしています。つまり、家電製品は高効率で、最適に統合可能であり、高レベルの安全性と信頼性が確保されている必要があります。インテリジェントでユーザーに優しく、安全なユーザーインターフェースが重要です。IH 調理器に共通するあらゆる課題を克服し、最先端の半導体部品で直感的なデバイスを作るお手伝いをします。

利点

  • エネルギー効率
  • 電磁界
  • 安全認識
  • 密閉面
  • 高レベルの安全性
  • 最適に統合可能

ブロックダイヤグラム

概要

エネルギー効率の高い誘導技術

高効率、正確な制御、直感的なユーザー インターフェース、スマートな接続性を備えたIHクッキングヒーターや誘導加熱器は、現代のキッチンに適した選択肢です。このカテゴリーの家電製品は、キッチンのカウンタートップに組み込まれた2口または4口のスマートIHコンロから、IH炊飯器やIH電気ケトルのように持ち運びやすく、カウンタートップ上に設置して使う機器まで、さまざまな形態があります。このウェブページで紹介するインフィニオンのソリューションは、IHクッキングヒーターとIH炊飯器に焦点を当てていますが、卓上型スマートIH調理器、誘導加熱器、IHコーヒーメーカー、IHホットプレートやホットポットなど、ほとんどの誘導調理/加熱アプリケーションに適用できます。

調理用や加熱用の家電設計に採用した誘導技術の種類を問わず、インフィニオンのソリューションは、高効率化、柔軟な接続オプション、直感的なHMI、人工知能機能を実現できます。

インバーター電力トポロジー向けIGBT

インバーター電源は重要な構成要素であり、電気エネルギーを効率的に高周波交流に変換して誘導加熱素子に供給します。

  • 電力損失とEMI特性のバランスを最適化した当社の650 V逆導通R6 IGBTファミリーは、最大75 kHzまでの電力効率の高いハーフブリッジ共振スイッチング アプリケーションに適しています。R6デバイスは、VCEsatおよびダイオード順方向電圧の低減、ターンオフ損失の低減、ソフトな電流ターンオフ波形などにより性能が向上しており、その結果、電力損失の低減、熱設計の改善、EMI適合の容易化に寄与します。
  • 準共振トポロジー向けのコスト最適化ソリューションは必要？インフィニオンの1400 V逆導通R5L IGBTは、誘導調理および加熱向けに特別に設計されたパワー半導体デバイスであり、既存の逆導通R5ファミリーと比べて、垂直構造の改善、エッジ終端の最適化、損失分布の狭小化を実現しています。これらのデバイスは、導通損失とスイッチング損失が低く、高い堅牢性と耐圧向上を備えているため、特にIH炊飯器やコスト最適化された卓上型IH調理器において、エネルギー効率の向上、信頼性の向上、設計自由度の向上といった利点をもたらします。
R6およびR5L逆導通IGBT
インバーター電力トポロジー向けWBGソリューション

IGBTベースの誘導調理および加熱は、キッチンにおいてすでに最も効率的な調理 加熱方式ですが、シリコンカーバイド (SiC) MOSFETや窒化ガリウム (GaN) HEMTなどの将来性のあるWBG技術により、より高いピーク出力とより高いスイッチング周波数で、この効率をさらに向上できます。

準共振/シングルエンド トポロジーにおける一般的な温度特性の下で、インフィニオンのCoolSiC™ ファミリー (TO-247パッケージ、1200 V以上のSiC MOSFET) は、IGBTやGaNと比較して最良のRDS (on) 安定性を備え、より高い電力、最大40 kHzのより高いスイッチング周波数、および96.3% の効率向上を可能にします。

ハーフブリッジ トポロジーでは、650 V CoolSiC™ MOSFETはIGBTと比較してRDS (on) を低減し、最良の温度安定性を提供します。スイッチング周波数は最大200 kHz、場合によっては250 kHzまで対応し、よりきめ細かな電力供給が可能になります。

インフィニオンのCoolGaN™ GaN HEMTは、同様に優れたRDS (on) オプションを提供し、最大1 MHzのさらに高い周波数で動作できます。CoolGaN™ は現在、実装しやすい最新のTOLLおよびTOLTパッケージを採用しています。

CoolSiC™ およびCoolGaN™ の低RDS (on) オプションにより、優れた連続出力、最良の効率が得られ、その結果、冷却要件を低減できます。

CoolSiC™ MOSFET
CoolGaN™ HEMT
インバーター制御ソリューション

インフィニオンのPSOC™ MCUファミリーは、インバーター制御と信頼性の高い動作を確保するために必要な、ゼロクロス検出、安全監視、鍋および材料の検出など、最新のIHクッキングヒーターの多様な機能に対して、幅広い高品質オプションを提供します。

  • 2つの加熱素子 (コンロ) を備えた小型クックトップ向けに、インフィニオンは、Arm® Cortex®-M0アーキテクチャ、高度に構成可能なI/Oインターフェース、CapSense機能を備えた、コスト最適化のPSOC™ 4ファミリーを提供しています。
  • 4つの加熱素子を備えた大型クックトップ ソリューション向けには、デュアルArm® Cortex®-M33アーキテクチャを採用した最新のPSOC™ C3Mファミリーが、インバーター化に特化して設計されています。これらのMCUは、より手頃な価格のエントリー ラインと、より高性能なメイン ラインのマイクロコントローラーから選択でき、いずれも高いシステム効率、リアルタイム制御、堅牢な安全機能を備えています。このファミリーは、WBG技術によって可能になる、より高い変調周波数にも対応します。
  • 4口のコンロ設計で多様なユースケースに対応できる柔軟性が必要な場合、REF-SHA3K3IHWR5SYSのインバーター制御ボードでも使用されている、Arm® Cortex®-M4/M0+ ベースのデュアルコアPSOC™ 6 MCUファミリーが、超低消費電力、堅牢なセキュリティ機能、静電容量センシング、さらには接続性も提供します。
PSOC™ 4および6 MCU
PSOC™ Control C3M MCU
タッチ インターフェース ソリューション

使いやすさに妥協しないでください。スマート誘導調理設計に、インフィニオンのヒューマン マシン インターフェース (HMI) ソリューションを統合しましょう。直感的なマルチセンシング設計と高い信頼性を備えたインフィニオンのHMIソリューションは、液体に強い複雑なタッチ センシング インターフェースを実現します。

  • 高速で高い応答性を発揮するよう設計されたPSOC™ 4などのCAPSENSE™対応 (静電容量式タッチ) マイクロコントローラーは、シームレスなユーザー エクスペリエンスを実現します。液体に対する耐性を実現する世界最高水準のS/N比、高速で応答性の高い入力を実現する120 Hzのサンプル レート、さらにディープ スリープ センシング機能を備えた超低消費電力のスタンバイ電流を特長としています。PSOC™ 4 Multi-Sense MCUは、次のHMI設計に最適な選択肢です。これらは、当社のスマートIHクッキングヒーターのリファレンス デザイン (REF-SHA3K3IHWR5SYS) にも使用されています。
  • エッジAI音声コマンドを可能にするPSOC™ 6およびPSOC™ Edge MCUは、ユーザー エクスペリエンスをさらに向上させます。特にインフィニオンの高S/N比XENSIV™ MEMSマイクロフォンと組み合わせることで、調理をより簡単、迅速、かつ自然なものにします。

すべてのPSOC™ファミリーに対応するModusToolbox™ IDE (SDK、デバイス ドライバー、デバッグ/テスト ツールを搭載) により、HMI開発時間を短縮できます。

PSOC™ MCUファミリー
REF-SHA3K3IHWR5SYS Induction Cooking Reference Kit
補助電源ソリューション

インフィニオンのCoolSET™ファミリーの高集積電源ICは、IH調理アプリケーションの補助電源システムにおいて、低待機電力設計によりエネルギー効率を実現します。

  • 第5世代CoolSET™補助電源ICを使用することで、低待機電力を実現でき、ノイズとエネルギー消費を削減できます。さらに、インフィニオンのCoolSET™ファミリーは、入力過電圧、ブラウンアウト、過電力保護などの高集積機能を備えています。待機電力を低減することで、可聴ノイズも低減され、設計のコスト効率も向上します。
  • インフィニオンのPowerEsimシミュレーション/計算ツールを使用して、補助電源向けCoolSET™ファミリーの導入を開始できます。このツールは、利用可能なすべてのCoolSET™デバイスに対応し、フライバックおよびバックのDC-DCコンバーターで使用できます。すぐに使用できるスマートIHクッキングヒーター リファレンス キットには、インバーター制御基板の一部として、CoolSET™フライバック補助電源コントローラーが2個含まれています。

インフィニオンのスマートIHクッキングヒーター向け最先端の補助電源ソリューションは、エネルギー損失と発熱を最小限に抑えながら、高効率で信頼性が高くコンパクトな電力変換を実現します。

CoolSET™電源IC
IH調理リファレンス キットREF-SHA3K3IHWR5SYS
エネルギー効率の高い誘導技術

高効率、正確な制御、直感的なユーザー インターフェース、スマートな接続性を備えたIHクッキングヒーターや誘導加熱器は、現代のキッチンに適した選択肢です。このカテゴリーの家電製品は、キッチンのカウンタートップに組み込まれた2口または4口のスマートIHコンロから、IH炊飯器やIH電気ケトルのように持ち運びやすく、カウンタートップ上に設置して使う機器まで、さまざまな形態があります。このウェブページで紹介するインフィニオンのソリューションは、IHクッキングヒーターとIH炊飯器に焦点を当てていますが、卓上型スマートIH調理器、誘導加熱器、IHコーヒーメーカー、IHホットプレートやホットポットなど、ほとんどの誘導調理/加熱アプリケーションに適用できます。

調理用や加熱用の家電設計に採用した誘導技術の種類を問わず、インフィニオンのソリューションは、高効率化、柔軟な接続オプション、直感的なHMI、人工知能機能を実現できます。

インバーター電力トポロジー向けIGBT

インバーター電源は重要な構成要素であり、電気エネルギーを効率的に高周波交流に変換して誘導加熱素子に供給します。

  • 電力損失とEMI特性のバランスを最適化した当社の650 V逆導通R6 IGBTファミリーは、最大75 kHzまでの電力効率の高いハーフブリッジ共振スイッチング アプリケーションに適しています。R6デバイスは、VCEsatおよびダイオード順方向電圧の低減、ターンオフ損失の低減、ソフトな電流ターンオフ波形などにより性能が向上しており、その結果、電力損失の低減、熱設計の改善、EMI適合の容易化に寄与します。
  • 準共振トポロジー向けのコスト最適化ソリューションは必要？インフィニオンの1400 V逆導通R5L IGBTは、誘導調理および加熱向けに特別に設計されたパワー半導体デバイスであり、既存の逆導通R5ファミリーと比べて、垂直構造の改善、エッジ終端の最適化、損失分布の狭小化を実現しています。これらのデバイスは、導通損失とスイッチング損失が低く、高い堅牢性と耐圧向上を備えているため、特にIH炊飯器やコスト最適化された卓上型IH調理器において、エネルギー効率の向上、信頼性の向上、設計自由度の向上といった利点をもたらします。
R6およびR5L逆導通IGBT
インバーター電力トポロジー向けWBGソリューション

IGBTベースの誘導調理および加熱は、キッチンにおいてすでに最も効率的な調理 加熱方式ですが、シリコンカーバイド (SiC) MOSFETや窒化ガリウム (GaN) HEMTなどの将来性のあるWBG技術により、より高いピーク出力とより高いスイッチング周波数で、この効率をさらに向上できます。

準共振/シングルエンド トポロジーにおける一般的な温度特性の下で、インフィニオンのCoolSiC™ ファミリー (TO-247パッケージ、1200 V以上のSiC MOSFET) は、IGBTやGaNと比較して最良のRDS (on) 安定性を備え、より高い電力、最大40 kHzのより高いスイッチング周波数、および96.3% の効率向上を可能にします。

ハーフブリッジ トポロジーでは、650 V CoolSiC™ MOSFETはIGBTと比較してRDS (on) を低減し、最良の温度安定性を提供します。スイッチング周波数は最大200 kHz、場合によっては250 kHzまで対応し、よりきめ細かな電力供給が可能になります。

インフィニオンのCoolGaN™ GaN HEMTは、同様に優れたRDS (on) オプションを提供し、最大1 MHzのさらに高い周波数で動作できます。CoolGaN™ は現在、実装しやすい最新のTOLLおよびTOLTパッケージを採用しています。

CoolSiC™ およびCoolGaN™ の低RDS (on) オプションにより、優れた連続出力、最良の効率が得られ、その結果、冷却要件を低減できます。

CoolSiC™ MOSFET
CoolGaN™ HEMT
インバーター制御ソリューション

インフィニオンのPSOC™ MCUファミリーは、インバーター制御と信頼性の高い動作を確保するために必要な、ゼロクロス検出、安全監視、鍋および材料の検出など、最新のIHクッキングヒーターの多様な機能に対して、幅広い高品質オプションを提供します。

  • 2つの加熱素子 (コンロ) を備えた小型クックトップ向けに、インフィニオンは、Arm® Cortex®-M0アーキテクチャ、高度に構成可能なI/Oインターフェース、CapSense機能を備えた、コスト最適化のPSOC™ 4ファミリーを提供しています。
  • 4つの加熱素子を備えた大型クックトップ ソリューション向けには、デュアルArm® Cortex®-M33アーキテクチャを採用した最新のPSOC™ C3Mファミリーが、インバーター化に特化して設計されています。これらのMCUは、より手頃な価格のエントリー ラインと、より高性能なメイン ラインのマイクロコントローラーから選択でき、いずれも高いシステム効率、リアルタイム制御、堅牢な安全機能を備えています。このファミリーは、WBG技術によって可能になる、より高い変調周波数にも対応します。
  • 4口のコンロ設計で多様なユースケースに対応できる柔軟性が必要な場合、REF-SHA3K3IHWR5SYSのインバーター制御ボードでも使用されている、Arm® Cortex®-M4/M0+ ベースのデュアルコアPSOC™ 6 MCUファミリーが、超低消費電力、堅牢なセキュリティ機能、静電容量センシング、さらには接続性も提供します。
PSOC™ 4および6 MCU
PSOC™ Control C3M MCU
タッチ インターフェース ソリューション

使いやすさに妥協しないでください。スマート誘導調理設計に、インフィニオンのヒューマン マシン インターフェース (HMI) ソリューションを統合しましょう。直感的なマルチセンシング設計と高い信頼性を備えたインフィニオンのHMIソリューションは、液体に強い複雑なタッチ センシング インターフェースを実現します。

  • 高速で高い応答性を発揮するよう設計されたPSOC™ 4などのCAPSENSE™対応 (静電容量式タッチ) マイクロコントローラーは、シームレスなユーザー エクスペリエンスを実現します。液体に対する耐性を実現する世界最高水準のS/N比、高速で応答性の高い入力を実現する120 Hzのサンプル レート、さらにディープ スリープ センシング機能を備えた超低消費電力のスタンバイ電流を特長としています。PSOC™ 4 Multi-Sense MCUは、次のHMI設計に最適な選択肢です。これらは、当社のスマートIHクッキングヒーターのリファレンス デザイン (REF-SHA3K3IHWR5SYS) にも使用されています。
  • エッジAI音声コマンドを可能にするPSOC™ 6およびPSOC™ Edge MCUは、ユーザー エクスペリエンスをさらに向上させます。特にインフィニオンの高S/N比XENSIV™ MEMSマイクロフォンと組み合わせることで、調理をより簡単、迅速、かつ自然なものにします。

すべてのPSOC™ファミリーに対応するModusToolbox™ IDE (SDK、デバイス ドライバー、デバッグ/テスト ツールを搭載) により、HMI開発時間を短縮できます。

PSOC™ MCUファミリー
REF-SHA3K3IHWR5SYS Induction Cooking Reference Kit
補助電源ソリューション

インフィニオンのCoolSET™ファミリーの高集積電源ICは、IH調理アプリケーションの補助電源システムにおいて、低待機電力設計によりエネルギー効率を実現します。

  • 第5世代CoolSET™補助電源ICを使用することで、低待機電力を実現でき、ノイズとエネルギー消費を削減できます。さらに、インフィニオンのCoolSET™ファミリーは、入力過電圧、ブラウンアウト、過電力保護などの高集積機能を備えています。待機電力を低減することで、可聴ノイズも低減され、設計のコスト効率も向上します。
  • インフィニオンのPowerEsimシミュレーション/計算ツールを使用して、補助電源向けCoolSET™ファミリーの導入を開始できます。このツールは、利用可能なすべてのCoolSET™デバイスに対応し、フライバックおよびバックのDC-DCコンバーターで使用できます。すぐに使用できるスマートIHクッキングヒーター リファレンス キットには、インバーター制御基板の一部として、CoolSET™フライバック補助電源コントローラーが2個含まれています。

インフィニオンのスマートIHクッキングヒーター向け最先端の補助電源ソリューションは、エネルギー損失と発熱を最小限に抑えながら、高効率で信頼性が高くコンパクトな電力変換を実現します。

CoolSET™電源IC
IH調理リファレンス キットREF-SHA3K3IHWR5SYS
ドキュメント

デザイン リソース

開発者コミュニティ

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