三菱電機在上海世博展覽館舉行的PCIM亞洲2017展會中隆重登場，所展出的十余款新型功率器件大受觀眾歡迎，不斷吸引觀眾前來參觀了解三菱電機較新的技術(shù)、產(chǎn)品和優(yōu)勢，其中較為引人關(guān)注的是多款碳化硅功率器件。

三菱電機以“創(chuàng)新功率器件構(gòu)建可持續(xù)未來”為主題，今年展出的功率器件應(yīng)用范圍跨越五大領(lǐng)域，包括：變頻家電、鐵道牽引及電力傳輸、電動汽車、工業(yè)應(yīng)用和新能源發(fā)電，致力為客戶提供高性能及低損耗的產(chǎn)品，其中第7代IGBT模塊更首次作全電壓、全封裝及全系列展出。

 

碳化硅技術(shù)仍在發(fā)展

三菱電機半導(dǎo)體首席技術(shù)官Gourab Majumdar博士在接受采訪時表示，該公司一直致力于研發(fā)碳化硅產(chǎn)品，1994年開始已經(jīng)啟動碳化硅的功率器件的研究，至今已發(fā)展到第三代產(chǎn)品，并已有一些量產(chǎn)，部分產(chǎn)品應(yīng)用在日本新干線和700系列車上。三菱電機在牽引變流器、工業(yè)自動化、變頻空調(diào)器里面都已采用混合碳化硅功率模塊，并實現(xiàn)了商業(yè)化。

 

他強調(diào)，碳化硅功率模塊性能極佳，是未來五到十年的主流。隨著時間的推移，碳化硅正在為市場接受，目前主要由于性價比問題，采用量還比較小。未來，三菱電機將通過一些特殊領(lǐng)域的大規(guī)模使用以點帶面，推動市場價格的逐步下降。他表示，三菱電機將繼續(xù)秉持可持續(xù)發(fā)展信念，不斷研發(fā)高性能及高可靠性的前沿功率器件，滿足電力電子市場的不同應(yīng)用。

 

變頻家電市場適合碳化硅

在變頻家電應(yīng)用方面，三菱電機展出三款碳化硅功率器件，分別是第一次亮相的全碳化硅DIPIPM^TM和碳化硅SBD，另外還有混合/全碳化硅DIPPFC^TM。

全碳化硅DIPIPM^TM特別適合變頻家電，它采用碳化硅MOSFET損耗更低，效率更高；其碳化硅MOSFET自身體二極管作為FWDi，降低反向恢復(fù)電流和噪聲。它與超小型的DIPIPM^TM封裝相同，可使用相同的電路板，額定電流覆蓋15A、25A/600V，集成短路保護和欠壓保護，同時有溫度模擬量輸出。

 

家電用全碳化硅器件

 

碳化硅SBD則可以應(yīng)用在PFC及光伏發(fā)電上。它的損耗比硅器件減少20%，更高I2t，對抗浪涌電流有更強的能力；更強的高頻開關(guān)特性，可以使周邊器件小型化（電抗器），額定電流覆蓋20A/600V。

針對家用空調(diào)設(shè)計的混合/全碳化硅DIPPFC^TM，它使用碳化硅SBD有良好的反向恢復(fù)特性，輻射噪聲小；采用碳化硅 MOSFET損耗更低，效率更高（全碳化硅DIPPFC^TM）。它與超小型DIPIPM^TM封裝相同，額定電流覆蓋20Arms/276Vrms，集成短路保護和欠壓保護，有故障信號輸出。

三菱電機也繼續(xù)展出以SLIMDIP模塊為基礎(chǔ)的SLIMDIP-L和SLIMDIP-S兩款產(chǎn)品，SLIMDIP-L用于變頻洗衣機和變頻空調(diào)，而SLIMDIP-S用于變頻冰箱和變頻風(fēng)機控制。

兩款SLIMDIP均采用RC-IGBT芯片，實現(xiàn)更高的集成度；封裝面積比超小型DIPIPM^TM縮小達30%；內(nèi)置自舉二極管和限流電阻；較大運行殼溫提升至115℃；并集成短路保護和欠壓保護，同時提供溫度模擬量輸出；優(yōu)化引腳布局，簡化電路板布線設(shè)計。

 

SLIMDIP模塊

 

此外，整流逆變制動一體化模塊DIPIPM+，也適用于變頻家電、通用變頻器、伺服驅(qū)動器和商用空調(diào)壓縮機驅(qū)動。它完整地集成整流橋、逆變橋、制動單元以及相應(yīng)的驅(qū)動保護電路， 采用第7代CSTBT^TM硅片；內(nèi)置短路保護、欠壓保護功能以及溫度模擬量輸出功能；另內(nèi)置自舉二極管（BSD）及自舉限流電阻； 提供額定電流覆蓋50A/600V和5~35A/1200V。采用該款模塊設(shè)計通用變頻器，可以較大程度地簡化電路板布線設(shè)計，縮小基板面積，是小功率變頻器低成本化的較佳解決方案。

 

整流逆變制動一體化模塊DIPIPM+

 

三菱電機的變頻家電用碳化硅功率器件已經(jīng)十分成熟，今年展出三款產(chǎn)品，提供低損耗、高效率及小體積的模塊。

 

全碳化硅 MOSFET模塊

 

另外，三菱電機還展示了針對高頻應(yīng)用和醫(yī)療設(shè)備的混合碳化硅高頻IGBT模塊。

 

混合碳化硅高頻IGBT模塊

 

更高電壓產(chǎn)品滿足鐵道牽引及電力傳輸市場

在PCIM 亞洲展2017上，三菱電機為鐵道牽引和電力傳輸，帶來三款功率模塊，分別為新推出的3.3kV及6.5kV HVIPM、X系列的單管及雙管HVIGBT模塊，適合牽引變流器及直流輸電應(yīng)用。

首次亮相展會的3.3kV及6.5kV HVIPM，可應(yīng)用于鐵道牽引、電力傳輸和高可靠性變流器等。它集成門極驅(qū)動和保護電路，實現(xiàn)短路保護（片上），過溫保護（片上）及欠壓保護；低飽和壓降低損耗，高可靠性。三菱電機以較嚴格的質(zhì)量控制，靜態(tài)和動態(tài)性能測試，100%提供檢測報告，額定電流覆蓋1500A/3.3kV及750A/6.5kV。

 

3.3kV及6.5kV HVIPM

 

至于X系列雙管HVIGBT模塊，采用CSTBT^TM 結(jié)構(gòu)的第7代IGBT和RFC二極管，降低功率損耗；運用可降低內(nèi)部電感的封裝技術(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品性能；使用兩種封裝（LV100/HV100），實現(xiàn)兩種絕緣耐壓（6kV/10kV），但兩者具有相同的外形尺寸。LV100封裝包括900A/1.7kV和450A/3.3kV；HV100封裝包括450A/3.3kV、330A/4.5kV和225A/6.5kV；可提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈活性，方便實現(xiàn)逆變器擴容。

X系列單管HVIGBT模塊，采用第7代IGBT和RFC二極管硅片技術(shù)，實現(xiàn)更低飽和壓降和開關(guān)損耗；使用LNFLR技術(shù)實現(xiàn)低熱阻； 允許較高運行結(jié)溫150℃；安全工作區(qū)（SOA）裕度大，續(xù)流恢復(fù)能力強； 封裝兼容傳統(tǒng)的H系列和R系列HVIGBT；標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品包括1800A/3.3kV、1350A/4.5kV和900A/6.5kV；此外，還有業(yè)界規(guī)格較大，針對電力傳輸應(yīng)用而開發(fā)的6500V/1000A單管HVIGBT。

 

適合工業(yè)市場的全線產(chǎn)品

針對工業(yè)應(yīng)用市場，第7代IGBT模塊首次作全電壓、全封裝及全系列展出，另外還有第7代智能功率模塊（IPM）。

第7代IGBT模塊，可以應(yīng)用在通用變頻器、伺服驅(qū)動器、不間斷電源及新能源發(fā)電。它采用了第7代IGBT硅片和RFC二極管硅片，降低損耗；具有650V、1200V和1700V三種電壓等級；涵蓋模塊電流35A至1000A；兼容現(xiàn)有市場主流產(chǎn)品封裝；提高產(chǎn)品熱循環(huán)壽命和功率循環(huán)壽命；采用預(yù)涂熱界面材料（PC-TIM），與傳統(tǒng)硅脂相比，模塊與散熱器的接觸熱阻降低50%；NX封裝具有焊接方式和壓接方式兩種控制端子可供選擇。

 

采用預(yù)涂熱界面材料和壓接端子的第7代IGBT模塊

 

第7代智能功率模塊（IPM），針對高端變頻器、伺服電機驅(qū)動器的應(yīng)用而設(shè)計。它采用了第7代IGBT和FWDi芯片，實現(xiàn)更低損耗；使用更適合伺服驅(qū)動器的窄長形封裝；控制端子與現(xiàn)行L1系列兼容，適用同樣的接口電路；針對不同的保護動作，輸出不同的故障識別信號；額定電流覆蓋25A~200A/1200V及50A~450A/650V。

 

第7代智能功率模塊（IPM）

 

新能源發(fā)電應(yīng)用的多種選擇

針對大功率光伏逆變器及大功率不間斷電源，三菱電機推出大功率三電平逆變器用單管IGBT模塊。它可以根據(jù)不同需要組建I型或者T型3電平拓撲；具備低雜散電感（1單元模塊8nH，兩單元模塊12nH）；高絕緣耐壓達4000Vrms/1分鐘；較大結(jié)溫可達175℃；較大電流等級達到1400A/1200V和1000A/1700V。

 

大功率三電平逆變器用單管IGBT模塊

 

電動汽車市場推陳出新

J1系列汽車用IGBT模塊是專為電動汽車驅(qū)動器，及高可靠性EV/HEV逆變器設(shè)計，采用低損耗CSTBT^TM硅片技術(shù)，及基于硅片的溫度和電流檢測技術(shù)。其六合一汽車用IGBT模塊，緊湊封裝配合Pin-fin底板直接冷卻；高可靠性的DLB（直接主端子綁定）技術(shù)，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

J1系列提供A、B兩種封裝。A型封裝有300A/650V、600A/650V和700A/650V；B型封裝有1000A/650V和600A/1200V，這兩種封裝可以滿足從小型電動汽車到大型電動公交車的應(yīng)用要求。

針對J1系列新型汽車模塊，三菱電機將提供包括驅(qū)動電路、冷卻水套及薄膜電容的整體解決方案技術(shù)支持，以方便客戶快速應(yīng)用該模塊實現(xiàn)汽車用逆變器的設(shè)計。

 

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