Hochleistungs-IGBT-Modultechnologie für Automotive-Anwendungen

Anbieter zum Thema

EBV Elektronik GmbH & Co. KG

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

SEMIKRON International GmbH

Statt großem Kondensator viele kleine

Vergleichbare Betrachtungen zur Zuverlässigkeit müssen auch bei den weiteren Antriebssystemkomponenten wie Steuerleiterplatte, Stromsensoren, DC-Zwischenkreis-Kondensatoren, Aufbautechnik und Abdichtung angestellt werden. Da große Zwischenkreis-Kondensatoren im Automotive-Bereich bisher nicht üblich sind, ist auch dafür eine detaillierte Stressanalyse erforderlich. Aufgrund der hohen Umgebungstemperaturen, der erforderlichen Verträglichkeit mit hohen Wechselströmen und dem begrenzten Raumangebot wurden Polypropylen-(PP)-Folienkondensatoren ausgewählt. Um den mechanischen Stress in akzeptablen Grenzen zu halten, ist es notwendig, die Gesamtkapazität auf mehrere kleinere, parallel geschaltete Kondensatoren zu verteilen.

Weil die Zwischenkreisspannung eines 600-V-IGBT-Moduls bei der Rückspeisung während des Bremsbetriebs bis auf 450 V ansteigen kann, ist es erforderlich, die parasitäre Induktivität des Gehäuses auf wenige nH zu begrenzen. Das optimierte Design der DC-Zwischenkreis-Anschaltung über mehrere Druckpunkte ermöglicht hohe Schaltgeschwindigkeiten ohne kritische Überspannungsspitzen zu generieren. In einer derartigen Konfiguration wurde eine parasitäre Induktivität von nur 10 nH erreicht.

Zwei IGBTs teilen sich eine Diode

Die IGBTs und Freilaufdioden für den Top- und den Bot-Schalter befinden sich auf einem Substrat. Zwei IGBT-Chips teilen sich symmetrisch eine Diode, sodass hohe Schaltgeschwindigkeiten ohne hohe Überspannungen möglich sind.

Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung ist die gleichmäßige Stromverteilung auf die parallel geschalteten Leistungsschalter. Die mehrfachen Stromschienenverbindungen bilden nicht nur chipnahe, induktivitätsarme Druckkontakt-Verbindungen, sondern auch hochwertige thermische Anbindungen der Halbleiter-Chips an den Kühlkörper.

(ID:291266)