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三菱电机续写功率器件创新

2017年07月05日08:22:01 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T

 

三菱电机在上海世博展览馆举行的PCIM亚洲2017展会中隆重登场,所展出的十余款新型功率器件大受观众欢迎,不断吸引观众前来参观了解三菱电机最新的技术、产品和优势,其中最为引人关注的是多款碳化硅功率器件。

三菱电机以“创新功率器件构建可持续未来”为主题,今年展出的功率器件应用范围跨越五大领域,包括:变频家电、铁道牵引及电力传输、电动汽车、工业应用和新能源发电,致力为客户提供高性能及低损耗的产品,其中第7IGBT模块更首次作全电压、全封装及全系列展出。

 

碳化硅技术仍在发展

三菱电机半导体首席技术官Gourab Majumdar博士在接受采访时表示,该公司一直致力于研发碳化硅产品,1994年开始已经启动碳化硅的功率器件的研究,至今已发展到第三代产品,并已有一些量产,部分产品应用在日本新干线和700系列车上。三菱电机在牵引变流器、工业自动化、变频空调器里面都已采用混合碳化硅功率模块,并实现了商业化。

 

他强调,碳化硅功率模块性能极佳,是未来五到十年的主流。随着时间的推移,碳化硅正在为市场接受,目前主要由于性价比问题,采用量还比较小。未来,三菱电机将通过一些特殊领域的大规模使用以点带面,推动市场价格的逐步下降。他表示,三菱电机将继续秉持可持续发展信念,不断研发高性能及高可靠性的前沿功率器件,满足电力电子市场的不同应用。

 

变频家电市场适合碳化硅

在变频家电应用方面,三菱电机展出三款碳化硅功率器件,分别是第一次亮相的全碳化硅DIPIPMTM和碳化硅SBD,另外还有混合/全碳化硅DIPPFCTM

全碳化硅DIPIPMTM特别适合变频家电,它采用碳化硅MOSFET损耗更低,效率更高;其碳化硅MOSFET自身体二极管作为FWDi,降低反向恢复电流和噪声。它与超小型的DIPIPMTM封装相同,可使用相同的电路板,额定电流覆盖15A25A/600V,集成短路保护和欠压保护,同时有温度模拟量输出。

 

家电用全碳化硅器件

 

碳化硅SBD则可以应用在PFC及光伏发电上。它的损耗比硅器件减少20%,更高I2t,对抗浪涌电流有更强的能力;更强的高频开关特性,可以使周边器件小型化(电抗器),额定电流覆盖20A/600V

针对家用空调设计的混合/全碳化硅DIPPFCTM,它使用碳化硅SBD有良好的反向恢复特性,辐射噪声小;采用碳化硅 MOSFET损耗更低,效率更高(全碳化硅DIPPFCTM)。它与超小型DIPIPMTM封装相同,额定电流覆盖20Arms/276Vrms,集成短路保护和欠压保护,有故障信号输出。

三菱电机也继续展出以SLIMDIP模块为基础的SLIMDIP-LSLIMDIP-S两款产品,SLIMDIP-L用于变频洗衣机和变频空调,而SLIMDIP-S用于变频冰箱和变频风机控制。

两款SLIMDIP均采用RC-IGBT芯片,实现更高的集成度;封装面积比超小型DIPIPMTM缩小达30%;内置自举二极管和限流电阻;最大运行壳温提升至115℃;并集成短路保护和欠压保护,同时提供温度模拟量输出;优化引脚布局,简化电路板布线设计。

 

SLIMDIP模块

 

此外,整流逆变制动一体化模块DIPIPM+,也用于变频家电、通用变频器、伺服驱动器和商用空调压缩机驱动。它完整地集成整流桥、逆变桥、制动单元以及相应的驱动保护电路, 采用第7CSTBTTM硅片;内置短路保护、欠压保护功能以及温度模拟量输出功能;另内置自举二极管(BSD)及自举限流电阻; 提供额定电流覆盖50A/600V5~35A/1200V。采用该款模块设计通用变频器,可以最大程度地简化电路板布线设计,缩小基板面积,是小功率变频器低成本化的最佳解决方案。

 

整流逆变制动一体化模块DIPIPM+

 

三菱电机的变频家电用碳化硅功率器件已经十分成熟,今年展出三款产品,提供低损耗、高效率及小体积的模块。

 

全碳化硅 MOSFET模块

 

另外,三菱电机还展示了针对高频应用和医疗设备的混合碳化硅高频IGBT模块。

 

混合碳化硅高频IGBT模块

 

更高电压产品满足铁道牵引及电力传输市场

PCIM 亚洲展2017上,三菱电机为铁道牵引和电力传输,带来三款功率模块,分别为新推出的3.3kV6.5kV HVIPMX系列的单管及双管HVIGBT模块,适合牵引变流器及直流输电应用。

首次亮相展会的3.3kV6.5kV HVIPM,可应用于铁道牵引、电力传输和高可靠性变流器等。它集成门极驱动和保护电路,实现短路保护(片上),过温保护(片上)及欠压保护;低饱和压降低损耗,高可靠性。三菱电机以最严格的质量控制,静态和动态性能测试,100%提供检测报告,额定电流覆盖1500A/3.3kV750A/6.5kV

 

3.3kV6.5kV HVIPM

 

至于X系列双管HVIGBT模块,采用CSTBTTM 结构的第7IGBTRFC二极管,降低功率损耗;运用可降低内部电感的封装技术,优化产品性能;使用两种封装(LV100/HV100),实现两种绝缘耐压(6kV/10kV),但两者具有相同的外形尺寸。LV100封装包括900A/1.7kV450A/3.3kVHV100封装包括450A/3.3kV330A/4.5kV225A/6.5kV;可提高系统结构设计的灵活性,方便实现逆变器扩容。

X系列单管HVIGBT模块,采用第7IGBTRFC二极管硅片技术,实现更低饱和压降和开关损耗;使用LNFLR技术实现低热阻; 允许最高运行结温150℃;安全工作区(SOA)裕度大,续流恢复能力强; 封装兼容传统的H系列和R系列HVIGBT;标准产品包括1800A/3.3kV1350A/4.5kV900A/6.5kV;此外,还有业界规格最大,针对电力传输应用而开发的6500V/1000A单管HVIGBT

 

适合工业市场的全线产品

针对工业应用市场,第7IGBT模块首次作全电压、全封装及全系列展出,另外还有第7代智能功率模块(IPM)。

7IGBT模块,可以应用在通用变频器、伺服驱动器、不间断电源及新能源发电。它采用了第7IGBT硅片和RFC二极管硅片,降低损耗;具有650V1200V1700V三种电压等级;涵盖模块电流35A1000A;兼容现有市场主流产品封装;提高产品热循环寿命和功率循环寿命;采用预涂热界面材料(PC-TIM),与传统硅脂相比,模块与散热器的接触热阻降低50%NX封装具有焊接方式和压接方式两种控制端子可供选择。

 

采用预涂热界面材料和压接端子的第7IGBT模块

 

7代智能功率模块(IPM),针对高端变频器、伺服电机驱动器的应用而设计。它采用了第7IGBTFWDi芯片,实现更低损耗;使用更适合伺服驱动器的窄长形封装;控制端子与现行L1系列兼容,适用同样的接口电路;针对不同的保护动作,输出不同的故障识别信号;额定电流覆盖25A~200A/1200V50A~450A/650V

 

7代智能功率模块(IPM

 

新能源发电应用的多种选择

针对大功率光伏逆变器及大功率不间断电源,三菱电机推出大功率三电平逆变器用单管IGBT模块。它可以根据不同需要组建I型或者T3电平拓扑;具备低杂散电感(1单元模块8nH,两单元模块12nH);高绝缘耐压达4000Vrms/1分钟;最大结温可达175℃;最大电流等级达到1400A/1200V1000A/1700V

 

大功率三电平逆变器用单管IGBT模块

 

电动汽车市场推陈出新

J1系列汽车用IGBT模块是专为电动汽车驱动器,及高可靠性EV/HEV逆变器设计,采用低损耗CSTBTTM硅片技术,及基于硅片的温度和电流检测技术。其六合一汽车用IGBT模块,紧凑封装配合Pin-fin底板直接冷却;高可靠性的DLB(直接主端子绑定)技术,符合RoHS标准。

J1系列提供AB两种封装。A型封装有300A/650V600A/650V700A/650VB型封装有1000A/650V600A/1200V,这两种封装可以满足从小型电动汽车到大型电动公交车的应用要求。

针对J1系列新型汽车模块,三菱电机将提供包括驱动电路、冷却水套及薄膜电容的整体解决方案技术支持,以方便客户快速应用该模块实现汽车用逆变器的设计。

 

www.MitsubishiElectric-mesh.com

 

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