Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Турбіни для Дністровської ГАЕС має постачати «Турбоатом», а не «CNEEC»…
19.11.2018р.

Намір державного ПрАТ «Укргідроенерго» замовити...

Можна взяти участь у світовому конкурсі Start Up Energy Transition
19.11.2018р.

Українські компанії та стартапи, що розробляють...

Консолідація зусиль для забезпечення сталого розвитку…
19.11.2018р.

9-й Міжнародний форум з енергетики для сталого...

Енергоальтернативна ініціатива інженера-селянина
16.11.2018р.

Фаховий інженер Анатолій Стафійчук з села Бронниця,...

За 10 місяців експортовано електроенергії на $266 млн
16.11.2018р.

Україна у січні – жовтні 2018 року експортувала...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

1660
20.03.2008р. |
Нове покоління IGBT модулів від SEMIKRON

Сувора конкуренція на світовому ринку силової напівпровідникової електроніки потребує від виробників постійного покращення параметрів електронних компонентів, удосконалення технології, розроблення нових поколінь елементів з покращеними характеристиками. Цього ж потребують і постійно зростаючі світові вимоги до електроспоживання, ефективності і мініатюризації силових перетворювачів.

Продукція компанії SEMIKRON налічує понад 11000 різноманітних найменувань напівпровідникових пристроїв у діапазоні потужності від кількох ват до мегават, зокрема – інтелектуальні модулі IGBT, модулі і драйвери MOSFET, потужні тиристори і діоди.

IGBT-модулі MiniSKiiP II

Перше покоління мініатюрних модулів MiniSKiiP, які працюють у діапазоні потужностей до 10 кВт, компанія SEMIKRON запропонувала ще у 1996 році. За міжнародною класифікацією, модулі позначаються як CIB (Converter, Inverter, Brake), мають трифазний міст IGBT і гальмівний транзистор, а також можуть містити сенсори струму і температури. Такі вироби виготовляються багатьма компаніями, як-ось International Rectifier, Fairchild, EUPEC, однак за рівнем густини потужності у певному габариті і за електричними характеристиками компанія SEMIKRON з-посеред інших посідає найвищі рейтинги. Свої позиції компанія закріпила появою модулів нового покоління – MiniSKiiP II. Ці силові напівпровідникові модулі вирізняються серед інших тим, що у них застосована технологія нових кристалів IGBT з покращеними тепловими електричними і конструкційними характеристиками, розширеним діапазоном потужності. Завдяки притискній технології складання “pressure contact” і пружинним контактам, модулі мають підвищений рівень надійності.

У модулях реалізована нова розробка компанії – діоди з регульованим часом носіїв і підвищеною густиною струму CAL-HD (Controlled Axial Lifetime – High Density). Діоди узгоджуються з транзисторами Trench IGBT за електричними параметрами і розмірами кристалу, вони мають менший спад напруги і додатній температурний коефіцієнт прямої напруги. Для модулів напругою 600 В вибір цього типу транзисторів зумовлений тим, що робочі частоти пристроїв, у яких застосовуються ці модулі, зазвичай, перебувають у межах 10 – 16 кГц. Для під’єднання модулів використовуються пружинні контакти; їхні часова і теплова стабільність параметрів підтверджена численними випробуваннями. Конструкція контактів модулів допрацьована у частині збільшення струмового навантаження. Для виготовлення контактів застосовано сплав, що дозволив підвищити допустиме струмове навантаження майже у 2 рази. Кожен контакт нового модуля розрахований на струм до 20 А, при цьому його перегрів не перевищує 20°С. Для сильнострумових виводів використовується паралельне сполучення пружинних виводів, їхня кількість для одного силового терміналу може досягати 8-ми. В модулях зменшена товщина керамічної DBC-плати, що призвело до зменшення теплового опору на 10% і стало головним фактором, що дозволив розширити діапазон робочих струмів при менших розмірах модуля і зберегти показники надійності і тому ж рівні. Для подальшого зменшення габаритів виробу у модулях MiniSKiiPII застосована нова конструкція натисної кришки. Тепер вона не суцільна: 95% поверхні кришки становлять порожнини, у яких можуть розташовуватись компоненти плати керування, що мають висоту до 3,5 мм.

Крім модулів серії MiniSKiiP, які є унікальними за своїми конструкційними параметрами, SEMIKRON випускає модулі CIB у стандартних корпусах. До цієї серії належать модулі SEMITOP. Нові компоненти застосовуються у пристроях з вихідною потужністю до 15 кВт. Це приводи загального призначення, сервоприводи, системи кондиціювання тощо. Модулі SEMITOP у конфігурації CIB мають робочу напругу 600 В і струм 25 А при температурі 60°С. При аналогічних значеннях граничних параметрів розміри модулів SEMITOP на 30% менші, ніж у аналогічних пристроїв. Вони виконані на основі натискної технології SKiiP без базової плати, що забезпечує кращі теплові характеристики і показники надійності для виробів, призначених для використання у діапазоні малих потужностей.

IGBT-модулі SEMiX

Кожен модуль цієї серії має два, три або чотири паралельно сполучених напівмостові каскади. Модулі відрізняються один від одного лише довжиною, це спрощує розробку варіантів конструкції для виробів різної потужності. Для під’єднання теплового захисту на базовій платі модулів встановлюють термосенсор з NTC-характеристикою. Для модулів SEMiX спеціально розроблена топологія розміщення пружинних контактів, а наявність прямого зв’язку з виводами затвору й емітеру кожного кристалу дозволяє оптимізувати динамічні характеристики паралельно сполучених транзисторів у режимі перемикання і короткого замикання. Забезпечення динамічного балансу паралельно сполучених кристалів є однїєю з основних проблем стандартних модулів, конструкція яких не дозволяє забезпечити ідентичність розподілених індуктивностей силових і сигнальних кіл. Через асиметрію сполучних шин призводить до того, що усі транзистори не можуть перемикатись одночасно і з однаковою швидкістю, що призводить до дисбалансу струмів і виникнення негативних осциляцій. Оптимальна топологія силового каскаду дозволяє змінювати опір затвору у широких межах.

У звичайних модулях зниження номіналу резисторів затвору для зменшення динамічних втрат часто викликає проблеми, пов’язані з перенапругами і негативними генераціями. Пружинні сигнальні контакти SEMiX можна вивести назовні і зафіксувати за допомогою отворів у корпусі, вони також використовуються для сполучення силового каскаду з перехідною платою, яка має виводи під пайку. На платі можуть встановлюватись резистори затвору й елементи для захисту сигнальних виводів від динамічних перенапруг.

Особливості конструкції силових модулів SEMiX, використання нових типів кристалів SPT і Trench IGBT-транзисторів спрямовані на забезпечення максимальної густини струму при мінімальній висоті корпусу. Для того, щоб зменшити сумарні втрати потужності при великих струмах, необхідно забезпечити низький опір силових терміналів і проміжних сполучень півмостових каскадів. Дуже важливим параметром є також значення негативної розподіленої індуктивності виводів, яке впливає на рівень перенапруг при вимкненні транзисторів.

Конструкція модуля.

Керамічні DBC-плати з кристалом силових транзисторів і антипаралельних діодів встановлюють на мідну основу і сполучаються паралельно за допомогою проміжних U-подібних плоских перемичок. Перемички, як і термінали постійного і змінного струму, під’єднуються до мідних шин, нанесених на кераміку, за допомогою пайки. Такий спосіб сполучення забезпечує мінімальне значення втрат провідності і розподілених індуктивностей. Паяльне сполучення також дозволить забезпечити віддачу тепла з силових виводів через керамічну DBC-плату напряму на мідну основу і радіатор. Спіральні пружинні контакти, зафіксовані у корпусі, здійснюють зв’язок силових транзисторів і термосенсора з проміжною печатною платою або напряму з платою керування. Випробування, проведені SEMIKRON, підтверджують високу надійність сполучення і тривалу стабільність параметрів контактів при вібраційних і температурних навантаженнях. Спеціальні тести показали, що розподілена індуктивність пружинних сигнальних сполучень не перевищує індуктивності прямих паяних виводів і практично не впливає на динамічні характеристики модуля.

Для SEMiX розроблена спеціальна конструкція базової плати, яка дозволяє об’єднати модулі у компактній трифазній конфігурації або вмикати їх паралельно. Складання модулів SEMiX проводиться на автоматизованій лінії. На першому етапі встановлюються кристали, на DCB-плату за допомогою несвинцевої пайки. Потім методом ультразвукового зварювання здійснюють під’єднання провідників, які сполучають кристал з шинами зв’язку, що нанесені на кераміку дифузним способом, і проводять статичний контроль. На наступній стадії виробництва DBC-плати і силові термінали напаюють на мідну базову плату за новою для силових модулів технологією вакуумної пайки у парах припою. Після встановлення на основу пластмасової рамки корпусу з пружинними сигнальними виводами модуль заливається силіконовим гелем. На цьому етапі проводиться тест статичних і динамічних характеристик і робиться лазерне маркування. Характеристики провідності силових виводів і паяних сполучень модулів SEMiX перевіряють за спадом напруги при пропусканні у різних напрямках імпульсів струму амплітудою 440 – 450 А, і тривалістю 80 мкс. Випробування при імпульсному струмі необхідні для того, щоб уникнути похибок, що утворюються при нагріванні струмопровідних елементів і мікросхем.

Розширення асортименту елементів, розробка нових модулів є необхідністю, яка диктується конкуренцією на ринку електронних компонентів. З іншого боку, розширення номенклатури і покращення технічних характеристик допомагає користувачу правильно вибрати і спростити розробку, зробити її більш конкурентоспроможною. З цього погляду, поява модулів SEMiX розширила сферу застосування силових модулів у стандартному конструктиві до потужностей понад 150 кВт. У модулях SEMiX застосовуються нові кристали Trench IGBT з надмалими втратами провідності і кристали SPT IGBT з оптимізованим співвідношенням втрат провідності і перемикання. Як антипаралельні діоди використовують діоди CAL, які забезпечують малі втрати провідності.

За матеріалами семінару Силові напівпровідникові прилади SEMIKRON,

підготував Юрій ІВАНОВ

Теги та ключові фрази
загрузка программ для мобилы p535 эконо.пит.вайфая.бесплатно, шо нада зробить в гта 4 чтоб его не шатало или кода, сколько стоит ntc 7 mozart в кыргызстане характеристика, боевые червечки для NOKIA X2-02 3,5мм, IGBT модули, IGBT транзистори та їх класифікація, характеристики силових транзисторів, торг юа, Які є види модулів?, proposition rubrik 210
Більше статей за тегами


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.