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Power-Module

DIPIPM+-Modul-Baureihe für Kompakt-Umrichter

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Anbieter zum Thema

Mitsubishi Electric Europe B.V. Semiconductor - European Business Group
RECOM Power GmbH
Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Fall F: Das All-In-One-Konzept der DIPIPM+ halbiert den Platz für den dreiphasigen Ausgangswechselrichter im Vergleich zum aktuellen 1200-V-DIPIPM (Bild 10). In Kombination mit optimierten verlustarmen IGBT- und FWDi-Chips führt dies zu einer beachtlichen Reduzierung der Größe des Kühlkörpers und dabei zu verringerten Abmessungen des Umrichtergehäuses an sich. Die Kosten für mechanische Teile im gesamten Aufbau des Umrichters können so verringert werden.

So lassen sich die Herstellungskosten senken

Die hohe Integrationsdichte des DIPIPM+ senkt die Anzahl der benötigten Einzelkomponenten drastisch. Verglichen mit einem Umrichter-Design, welches herkömmliche 7in1-IGBT-Module mit separaten Treiber-ICs und einem dreiphasigen Eingangsgleichrichter-Modul verwendet, wird die Anzahl der Komponenten auf der Leiterplatte um etwa die Hälfte reduziert, was wiederum zu einer erheblichen Senkung der Herstellungskosten für die Leiterplatte führt.

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Ein weiterer Aspekt zur Kostenreduzierung ist der einfache Prozess beim Schwall-Löten des DIPIPM+ auf die Leiterplatte. Da die Wechselrichterbrücke, der Bremssteller und der Eingangsgleichrichter in dem gleichen Modulgehäuse integriert sind, muss während des Lötens kein besonderes Augenmerk auf die Höheneinstellung zur Distanz-Kontrolle zwischen der Leiterplatte und dem DIPIPM+-Gehäuse gelegt werden; einfache Abstandshalter sind ausreichend.

Deutlich komplizierter ist es, wenn zum Beispiel zwei separate Leistungsmodule als Wechselrichter und Eingangsgleichrichter auf der gleichen Leiterplatte angeordnet werden:

In diesem Fall ist eine individuelle Höhenkontrolle für jedes Modul während des Lötens notwendig, um sicherzustellen, dass sich ein gleich großer Abstand zwischen der Leiterplatte und den beiden Modul-Bodenplatten einstellt, um so bei der nachfolgenden Kühlkörpermontage einen guten thermischen Kontakt beider Module mit dem Kühlkörper sicherzustellen.

Miniaturisierung und Erhöhung der Leistungsdichte

Die Kompaktheit des Umrichters ist ein zweites Hauptziel, welches bei der Entwicklung eines neuen Umrichters angestrebt wird, da die Leistungsdichte (kVA/dm³) eines der Hauptkriterien beim Vergleich von Umrichtern verschiedener Hersteller ist. Grundsätzlich sind die meisten der zuvor diskutierten Aspekte zur Reduzierung der Materialkosten in ähnlicher Weise auch für die Erhöhung der Leistungsdichte eines Umrichters relevant: Nutzung der Bootstrap-Technologie für die Versorgung der Ansteuerleistung der p-seitigen IGBT, ersetzen des Ausgangsstromsensors des Wechselrichters durch Emitter-Shunts, reduzieren der EMI-Filter-Größe (sehr kompaktes Leiterplatten-Design), reduzieren der Kühlkörpergröße.

Neben dem Einsatz in Kompakt-Umrichtern ist das DIPIPM+ auch eine interessante Lösung, wenn der Umrichter in einen vorher festgelegten, eingeschränkten Platz eingebaut werden soll, etwa bei motorintegrierten Umrichtern (Klemmkasten-Umrichter). Für derartige Anwendungen bietet die hohe Integrationsdichte der DIPIPM+-Serie erhebliche Vorteile, da sie sehr platzsparende konstruktive Lösungen ermöglicht.

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