高压变频器,风电变流器用X系列第七代IGBT模块

2019-08-09 09:59:48 Westpac Electronics

高压变频器,风电变流器用X系列第七代IGBT模块

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第 7 代 X 系列 IGBT 模块的基本概念和特征。 近年来,为了防止化石燃料枯竭和全球变暖,人们正在追求提高能源利用率和减少二氧化碳排放方面作 出了努力。因此,包括了马达驱动等工业应用,开关电源等民生应用,以及电动汽车和铁路、太阳能发 电和风力发电等可再生能源应用等,使用功率半导体器件的高效率电力变换装置其适用领域和市场正在 急速扩大。在功率半导体器件中,IGBT(绝缘栅双极晶体管)模块具有高速开关、大功率高效率和容易 操控的特征,从而使它在其应用领域中不断扩大。 IGBT 模块在投放市场以来,凭借多项技术创新实现了更低的损耗以及结构的小型化。这些创新在电力 变换装置的高效率、小型化、高性价比作出了贡献。然而,IGBT 模块尺寸的小型化会导致 IGBT 模块在 高功率密度时,结温升高和可靠性降低。为了进一步实现模块的小型化和高效率,除了提高芯片性能, 创新的封装技术(散热性能和可靠性提高)也变得不可欠缺。

为了满足市场需求,富士电机开发了新型 芯片技术和封装技术的第 7 代 IGBT 模块「X 系列」。 

 更低的变频器损耗(芯片技术) 第 7 代 X 系列 IGBT 通过极薄的晶圆制造技术和细小的沟槽门极结构,使得它在损耗方面的表现比我们 第 6 代 V 系列 IGBT 有了突飞猛进的进步。

  连续运行温度 Tvjop=175℃实现了更高电流输出(封装技术) 通过使用新开发的封装技术(高散热绝缘基板/高耐热硅凝胶/高强度焊锡)和模块构造的优化(绑定线 直径/长度),提高了 X 系列在高温工作时的稳定性和耐久性,从而将最大连续可操作结温 Tvjop 从原来的 150℃提高到 175℃。这实现了在保持模块原有尺寸的条件下增加了输出能力。 

 额定电流的提升和 IGBT 模块的小型化 通过以上的性能提升,在保持模块尺寸不变的同时扩大了 X 系列模块的额定电流。 例) 1200V EP2 封装(最大额定电流:第 6 代:50A→ 第 7 代:75A),这意味着 X 系列的技术使得 额定电流扩大了 50%。 从另一个角度来说,最大额定电流的扩大可以让封装尺寸减小,原来 75A/1200V 只能使用更大的 EP3 封装(详见第四章)。新一代的 IGBT 可以为电力变换装置小型化以及低成本化作出贡献。

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