IGBT-Module Energiespar-Module für effiziente Umrichter

Anbieter zum Thema

Mitsubishi Electric Europe B.V. Semiconductor - European Business Group

Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ROHM Semiconductor GmbH

Weiter reduzierte statische und dynamische Verluste, mehr Zuverlässigkeit sowie Design-Flexibilität waren Entwicklungsziel bei mehr als 70 neuen Power Devices auf Basis der 7. IGBT-Generation.

In Motorsteuerungen werden zur Steigerung der Energieeffizienz zunehmend Frequenzumrichter eingesetzt, die in ihrer Endstufe üblicherweise IPMs und IGBT-Module zum Schalten der Ströme verwenden.

Die Nachfrage nach geeigneten IPMs mit niedrigen Verlusten, weitem Leistungsbereich und kleinen Bauformen nimmt stetig zu. Universalwechselrichter, Servoumrichter, Aufzüge und sonstige Industrieapplikationen profitieren u.a. von einer neuerlich reduzierten Verlustleistung und erhöhten Zuverlässigkeit der Modul-Baureihe G1, die nachfolgend in ihren Spezifikationen skizziert wird.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 5 Bildern

Seit Mai 2016 liefert Mitsubishi Electric ihre neuen intelligenten Power-Module (IPM) der Baureihe G1 aus. Insgesamt sind 52 Modellvarianten in drei unterschiedlichen Gehäuseversionen erhältlich. Sie sind mit IGBT-Chips der 7. Generation bestückt und haben Selbstschutzfunktionen, die über in das Modul integrierte ICs realisiert sind.

Durch Verwendung verbesserter CSTBT-Chips der 7. Generation mit verbesserter Ladungsträgerdichte (Carrier-Store Effect), konnten sowohl die Verlustleistung als auch elektromagnetische Störungen reduziert werden. Dazu trägt ebenfalls der Einsatz von neuen RFC-Dioden (die Abkürzung RFC steht für Relaxed Field of Cathode) bei.

Der besondere Aufbau der Kathodenseite der Chips fördert die weitere Reduzierung der Verluste und wirkt gleichzeitig dämpfend auf die Überspannung bei der Kommutierung der Freilaufdiode. Die verbesserte Gehäusetechnologie der Halbleiter führt zu einer Miniaturisierung der Bausteine und zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit in Industrieanlagen. Aufgrund optimierter Ausführung des Hauptanschlusses sind die Abmessungen des Gehäuses im Vergleich zum Vorgängerprodukt der L1-Serie um ein Drittel kleiner, was auch die Wechselrichter kompakter und leichter macht. Mit einem neuartigen Isolationsmaterial hat Mitsubishi Electric die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Module deutlich verbessert.

Zwei weitere Funktionen vereinfachen den Entwicklungsprozess beim Kunden. Zum einen lassen sich Fehlerursachen mit dem Fehleridentifikationsprozess leicht aufdecken. Hierzu gehören die Übertemperatur-Überwachung, der Schutz bei Unterspannung sowie der Kurzschlussschutz. Aufgrund der zweistufigen Änderung der Schaltgeschwindigkeit ließ sich die Abstimmung zwischen dynamischen Verlusten und elektromagnetischen Störungen deutlich verbessern.

Auf Wunsch gibt es die IPM-Baureihe G1 mit einer bereits während ihrer Herstellung aufgebrachten Wärmeleitpaste PC-TIM (Phase Change-Thermal Interface Material). Dieses thermisch hochleitende Material ist bei Raumtemperatur fest und wird mit steigender Temperatur zunehmend weicher. Ein großer Vorteil für die Anwendung liegt in der optimierten Schichtdicke des PC-TIMs und damit einem über die gesamte Bodenplatte verbesserten gleichmäßigen Wärmewiderstand. Eine zusätzliche Verwendung von Wärmeleitpaste ist somit überflüssig.

Das A-Gehäuse der G1-IPM-Baureihe bietet flexible Layouts für die Hauptanschlüsse. Bei dem 6in1-Modul können Anwender zwischen einem geraden oder einem L-förmigen Layout wählen; es ist jeweils in einer Version mit Löt- oder Schraubanschlüssen erhältlich. Das 7in1-Modul gibt es mit geradem Layout entweder als Schraub- oder Lötstiftversion. Die Gehäuseabmessungen betragen 50 mm x 90 mm. Beim B- und C-Gehäuse sind die Hauptanschlüsse als L-förmige Schraubversion ausgeführt; die Gehäuseabmessungen betragen 55 mm x 120 mm bzw. 85 mm x 120 mm. Alle vorgestellten Produkte sind konform mit der RoHS-Richtlinie 2011/65/EU zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten

(ID:43743099)