Головной офис продаж
+7 (495) 97-000-99
info@platan.ru
Платан-Электроника
м.Электрозаводская, +7 (495) 744-70-70
platan@platan.ru
Платан-Балтика
+7 (812) 232-88-36
baltika@platan.spb.ru
Интернет-магазин
+7 (495) 97-000-99
shop@platan.ru

SiC модули Mitsubishi

03 июля 2018

Купить  

Приборы силовой электроники используются очень широко: грузовое оборудование, промышленная электроника, лифтовое оборудование, электротранспорт, возобновляемые источники энергии, бытовая техника. Основное требование, предъявляемое к силовым приборам, - это энергоэффективность. Обеспечить высокое КПД при низких энергозатратах позволит применение нового полупроводниковое материала – карбида кремния (SiC). Его характеристики позволяют существенно сократить потери мощности и снизить энергопотребление силовых приборов.
Сегодня карбидкремниевые кристаллы выпускают различные компании: Rohm, Fairchild, Infineon и др. Однако компания Mitsubishi Electric была одной из первых, кто стал развивать это направление силовых приборов.

Этапы развития карбид кремниевой технологии

Компания Mitsubishi Electric начала разработку SiC технологии в начале 1990х годов. Преследуя цель достижения определенных технических параметров, разработчики компании тестировали различную элементную базу и материалы.
В 2006 году был выпущен SiC инвертер для привода мощностью 3.7 кВт. В начале 2009 года был выпущен 11 кВт инвертер, который обеспечивал 70% сокращение потерь мощности. Уже в конце 2009 года удалось улучшить этот параметр до 90% в 20 кВт инвертере.

В 2010 году компания запустила первый коммерческий проект с использованием кристаллов SiC силового диода – производство кондиционеров воздуха Kirigamine. Также удалось достичь значительной экономии электроэнергии в тяговом оборудовании и промышленной автоматизации.

До этого момента SiC технология применялась только в качестве интегрированных инвертеров и не была доступна для использования в самостоятельных разработках предприятий. 2012 год стал рубежным этапом, когда SiC технология стала доступна в качестве готовых силовых модулей. Первым шагом в этом направлении было создание гибридных SiC модулей, и лишь в 2016 году на рынок были выпущены полностью карбид-кремниевые модули.

В июле 2012 года было начато производство гибридных SiC силовых модулей, а в 2014 году – гибридных DIPIPM модулей для фотовольтаических приложений. Параллельно шла поставка образцов гибридных SiC модулей для оборудования с высокой частотой переключения.
Новым этапом развития SiC технологии стал выпуск полноценных SiC модулей (Full SiC power modules). Сегодня компания Mitsubishi Electric предлагает на рынке Super-mini Full SiC DIPIPM модули SiC-SBD транзисторы, Full SiC силовые модули для тягового оборудования.

 

Применение SiC модулей

Преимущества применения SiC модулей в различных областях:

Железнодорожный транспорт - сокращение размеров и веса инвертеров
- расширенные рабочие режимы
- уменьшение шума
Промышленное оборудование - высокая скорость и усилие, уменьшенные размеры
- компактная система охлаждения
- повышенная надежность оборудования
Бытовая техника - эффективная экономия электроэнергии
- компактная система охлаждения
- компактные размеры конечного изделия
Возобновляемые источники энергии - повышенная эффективность преобразования энергии
- уменьшение габаритов пассивных компонентов обвязки
- бесшумная работа приборов с высокой скоростью переключения
Лифтовое оборудование - уменьшение потерь мощности
- свобода макетирования и монтажа благодаря уменьшенным габаритам модулей
Электротранспорт - уменьшение потерь мощности
- компактная система охлаждения
- эффективность использования возобновляемой энергии

В таблице представлены SiC модули Mitsubishi в зависимости от приложений.

Сфера применения Тип модуля Наименование Напряжение, В Ток, А Конфигурация
Бытовая техника, промышленное оборудование SiC-SBD BD20060T 600 20 -
BD20060S -
Промышленное оборудование Гибридные IPM модули PMH200CS1D060 600 200 6 в 1
PMH75CL1A120 1200 75 6 в 1
Полные SiC IPM модули PMF75CL1A120 75 4 в 1
Полные SiC силовые модули FMF400BX-24A 400 2 в 1
FMF800DX-24A 800
Гибридные SiC модули с высокой частотой переключения CMH100DY-24NFH 100
CMH150DY-24NFH 150
CMH200DU-24NFH 200
CMH300DU-24NFH 300
CMH400DU-24NFH 400
CMH600DU-24NFH 600
Гибридные DIPPIM модули для фотовольтаики PSH50YA2A6 600 50 4 в 1
Тяговое оборудование Гибридные SiC силовые модули CMH1200DC-34S 1700 1200 2 в 1
Бытовая техника Super-mini Full SiC DIPIPM   силовые модули PSF15S92F6 600 15 6 в 1
PSF25S92F6 25
Super-mini гибридные SiC DIPPFC силовые модули PSH20L91A6-A 20 interleaved
Super-mini Full SiC DIPPFC модули PSF20L91A6-A

Преимущества SiC технологии:

1) Уменьшение потерь мощности

Карбид кремния почти в 10 раз превышает кремний по прочности. Следовательно, слой дрейфа, являющийся основным источником электрического сопротивления, составляет одну десятую часть от толщины. Это свойство материала позволяет достичь беспрецедентного снижения сопротивления, и, следовательно, потерь мощности. SiC приборы отличаются самыми низкими потерями на проводимость и переключение среди всех типов силовых устройств.

2) Работа на высоких температурах

При увеличении температуры электроны попадают в проводящую область и утечка тока увеличивается. В процессе долговременной эксплуатации возникают отклонения в рабочих режимах модуля. Тем не менее, карбид кремния имеет в 3 раза большую область разрыва, предотвращая образование тока утечки и позволяя эксплуатировать силовые модули при высоких рабочих температурах.

3) Высокая скорость переключения

Благодаря высоким параметрам диэлектрической защиты карбид кремния, потери мощности в SiC модулях сокращены и можно добиться высокого напряжения. Таким образом, открывается возможность использования диода Шоттки (SBD – Schottky Barrier Diode), который не применим в стандартных кремниевых модулях. Диод Шоттки обеспечивает высокоскоростное переключение модуля, поскольку он не имеет аккумуляции носителей.

4) Рассеиваемая мощность

Карбид кремния имеет теплопроводность в 3 раза лучше, чем у кремния. Это позволяет улучшить отвод тепла и повысить мощность рассеивания.

SiC модули Misubishi

Гибридные модули имеют маркировку H (например, PMH200, CMH..), а полностью SiC-F (PMF75, PSF…).
Сегодня на рынке представлены следующие SiC модули:

Напряжение к-э, В Ток коллектора, А Тип модуля Топология Наименование Корпус
600 20 SBD - BD20060T 1
20 SBD - DB20060S 2
15 DIPIPM Полностью SiC PSF15S92F6 3
25 DIPIPM Полностью SiC PSF25S92F6 3
20 DIPPFC Гибридный PSH20L91A6-A 3
20 DIPPFC Полностью SiC PSF20L91A6-A 3
50 4-в-1 Гибридный PSH50YA2A6 4
1200 75 6-в-1 IPM Гибридный PMH75CL1A120 5
75 6-в-1 IPM Полностью SiC PMF75CL1A120 5
400 4-в-1 Полностью SiC FMF400BX-24A 6
800 2-в-1 Полностью SiC FMF800DX-24A 6
1200 2-в-1 Полностью SiC FMF1200DX1-24A 7
600 2-в-1 Полностью SiC FMF600DX2-24A 7
800 2-в-1 Полностью SiC FMF800DX2-24A 7

Поделиться

Дополнительная информация

Сайт производителя