Şirket Blog About Mitsubishi SiC Güç Aygıtları:SiC DIPIPM,SiC Güç Modülü,SiC-MOSFET

Mitsubishi SiC Güç Aygıtları:SiC DIPIPM,SiC Güç Modülü,SiC-MOSFET

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.,Profesyonel bir elektronik bileşen dağıtımcısı olarak, 5G yongaları da dahil olmak üzere piyasa için elektronik bileşen çözümleri sağlamak için endüstri deneyimini ve istikrarlı bir tedarik zincirini kullanır.Yeni enerji IC'leri, IoT IC'leri, Bluetooth IC'leri, araç ağ IC'leri, otomotiv sınıfı IC'ler, iletişim IC'leri, yapay zeka IC'leri, bellek IC'leri, sensör IC'leri, mikro denetleyici IC'leri, alıcı IC'leri, Ethernet IC'leri,WiFi çipleri, kablosuz iletişim modülleri, konektörler ve diğer ürünler.- Müşterilere yüksek kaliteli ve çeşitli elektronik bileşenler sağlamak.

Mitsubishi SiC güç cihazı serisi, ayrık cihazlardan akıllı modüllere kadar tüm ürün hattını kapsar ve esas olarak üç ana kategoriden oluşur:

SiC DIPIPM (Dual In-Line Package Intelligent Power Module): Sürücü devrelerini ve koruma işlevlerini entegre eden kompakt bir çözüm

SiC güç modülleri: Tüm SiC modülleri ve orta ve yüksek güç uygulamaları için uygun hibrit SiC modülleri dahil

SiC-MOSFET: Tasarım esnekliği ve yüksek frekanslı performans avantajları sunan ayrık cihaz formu

Bu ürünler SiC malzemesinin benzersiz fiziksel özelliklerini, yüksek parçalanma alan gücü, yüksek termal iletkenlik ve yüksek elektron doygunluk sürüklenme hızını kullanır.Yeni enerji enerjisi üretimi gibi alanlarda önemli avantajlar göstermek için, elektrikli araç sürücüleri, endüstriyel değişken frekans sürücüleri ve akıllı ağlar.Mitsubishi SiC güç cihazları sistem enerji tüketimini % 30'dan fazla azaltabilir, güç yoğunluğunu önemli ölçüde artırırken, sistem boyutunu ve ağırlığını azaltır.

Mitsubishi SiC DIPIPM Akıllı Güç Modüllerinin Özellikleri

Mitsubishi SiC DIPIPM'leri akıllı güç modülü teknolojisinin en ileri gelişme yönünü temsil ediyor.Bu modüller, SiC MOSFET'leri veya SiC SBD'lerini (Schottky bariyer diyotları) sürücü devreleri ve koruma işlevleriyle kompakt bir çift sıralı pakete entegre ederGeleneksel IPM'lere (Akıllı Güç Modülleri) kıyasla, sistem tasarımcılarına yüksek verimli bir plug-and-play çözümü sunar.SiC DIPM'leri, tasarım kolaylığı ve yüksek güvenilirlik avantajlarını korurken, silikon karbid malzemelerinin performans avantajlarından tam olarak yararlanır, onları özellikle alan kısıtlamaları olan ancak sıkı performans gereksinimleri olan uygulamalar için uygun hale getirir.

SiC DIPIPM'lerin teknik özellikleri

Mitsubishi'nin SiC DIPIPM modülleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere anahtar özellikleri ile birden fazla yenilikçi teknolojiyi içerir:

Yüksek verimlilik tasarımı: SiC MOSFET'leri anahtarlama cihazları olarak kullanan SiC DIPIPM, geleneksel silikon tabanlı IGBT'lere kıyasla on-resistance ve anahtarlama kayıplarını önemli ölçüde azaltır.Test verileri aynı çalışma koşullarında, SiC DIPIPM'lerin toplam kayıpları, silikon bazlı IPM'lere kıyasla %40'tan fazla azaltabilir ve sonuç olarak genel sistem verimliliğinde % 2'5'lik bir iyileşme sağlayabilir.

Yüksek frekanslı çalışma yeteneği:SiC malzemesinin özellikleri, DIPIPM'nin silikon cihazlar gibi aşırı anahtarlama kayıplarına maruz kalmadan daha yüksek anahtarlama frekanslarında (100 kHz'e kadar veya daha yüksek) çalışmasını sağlarBu özellik, uygulama sistemlerinin daha küçük pasif bileşenleri (indüktörler ve kondansatörler gibi) kullanmasını sağlar ve böylece sistem boyutunu ve ağırlığını azaltır.

Entegre koruma fonksiyonları: Modül, alt voltaj kilitleme (UVLO), aşırı akım koruması (OCP), aşırı sıcaklık koruması (OTP),ve kısa devre koruması (SCP)Bu koruma fonksiyonları, mikro saniyeler kadar hızlı yanıt süreleri ile özel bir kontrol IC aracılığıyla uygulanır.Normal olmayan koşullar nedeniyle güç cihazlarının hasar görmesini etkili bir şekilde önlemek.

Basitleştirilmiş termal yönetim: SiC cihazlarının yüksek sıcaklıkta çalışma yeteneği (maksimum bağlantı sıcaklığı 200 °C'ye kadar) ve düşük kayıplar nedeniyle,DIPIPM, ısı dağılımı sistemleri için nispeten gevşek gereksinimlere sahiptirBirçok uygulamada, basit alüminyum ısı alıcıları veya hatta PCB bakır folyo ısı dağılımı gereksinimleri karşılayabilir ve sistem termal tasarım karmaşıklığını ve maliyetini önemli ölçüde azaltabilir.

Kompakt ambalaj: Endüstri standardı DIP (ikili satırlı paket) form faktörünü benimseyerek, optimize edilmiş iğne mesafesine ve düzenine sahip olarak, PCB düzen tasarımı kolaylaştırır.Tipik paket boyutu geleneksel IPM'lerin sadece üçte biri ile yarısı arasındadır., bu nedenle özellikle alan kısıtlı gömülü uygulamalar için uygundur.

Mitsubishi'nin tüm SiC güç modülleri ve hibrit SiC güç modülleri arasındaki karşılaştırma ve analiz

Güç yarı iletkenleri alanında lider olarak, Mitsubishi Electric iki ana ürün serisi sunar: SiC güç modülleri ve hibrit SiC güç modülleri,Farklı uygulama senaryolarının dengeli performans ve maliyet gereksinimlerini karşılamakBu iki modül türü benzer isimlere sahip olsa da, teknik mimaride, performans özelliklerinde ve uygulama konumlandırmasında önemli farklılıklar göstermektedir.Mühendislerin doğru seçimi yapmaları ve sistem tasarımını optimize etmeleri için bu farklılıkların iyice anlaşılması çok önemlidir..

Tüm SiC Güç Modüllerinin Teknik Avantajları

Mitsubishi'nin tüm SiC güç modülleri saf silikon karbit malzemesi kullanılarak üretilir ve modüldeki tüm anahtarlama cihazları ve diyotlar SiC tabanlı yarı iletkenlerdir.esas olarak SiC MOSFET'leri ve SiC SBD'leri (Schottky bariyer diyotları) içerirBu “all-SiC” mimarisi çoklu performans avantajları sunar:

Ultra düşük anahtarlama kayıpları: SiC MOSFET'ler son derece hızlı anahtarlama hızlarına sahiptir ve açma ve kapatma süreçleri sırasında enerji kayıpları silikon IGBT'lerin sadece 1/5 ila 1/10'u arasındadır.Bu özellik, tüm SiC modüllerini yüksek frekanslı anahtarlama uygulamaları için özellikle uygun kılar., örneğin güneş inverterlerindeki DC-DC güçlendirme aşaması.

Yüksek sıcaklıkta çalışma yeteneği: SiC malzemesinin geniş bant aralığı özellikleri (3.26 eV) 200°C veya daha yüksek birleşim sıcaklıklarında güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar.Geleneksel silikon cihazlar tipik olarak 150°C'nin altındaki sıcaklıklar ile sınırlıdır.Bu özellik ısı dağılımı sistemi tasarımını basitleştirir ve güç yoğunluğunu artırır.

Yüksek engelleme voltajı: Mitsubishi'nin HV-SiC yüksek gerilimli güç modülleri, 10kV'yi aşan engelleme voltajlarına ulaşabilir ve özellikle akıllı ağlar gibi yüksek gerilimli uygulamalar için uygundur,Yüksek gerilimli sabit akım iletimi (HVDC) ve büyük ölçekli endüstriyel tahrikler.

Sistem düzeyinde faydalar: Gerçek uygulama verileri, tüm SiC modülleri kullanan sistemlerin geleneksel silikon tabanlı IGBT çözümlerine kıyasla enerji tüketimini% 30'dan fazla azaltabileceğini göstermektedir.Sistem boyutunu ve ağırlığını önemli ölçüde azaltırkenÖrneğin, elektrikli araç şarj istasyonlarında, tüm SiC modülleri, güç ünitesinin boyutunu% 40 azaltırken şarj verimliliğini% 2-3 oranında artırabilir.

Hibrit SiC güç modüllerinin maliyet-etkinlik dengesi

Hibrit SiC güç modülleri, aynı modülde SiC Schottky bariyer diyotlarını (SBD'ler) silikon bazlı IGBT'lerle birleştirerek uzlaşma teknolojisi yaklaşımını benimser.Bu tasarım, performans iyileştirme ve maliyet kontrolü arasında iyi bir denge sağlar:

Diyot performansının iyileştirilmesi: Modüldeki serbest diyotlar SiC SBD'leri kullanır.Silikon diyotlarına özgü ters geri kazanım sorunlarını tamamen ortadan kaldırmak ve ters geri kazanım kayıplarını % 80'den fazla azaltmakBu iyileştirme, diyot kapanırken anahtarlama gürültüsünü ve kayıplarını önemli ölçüde azaltır.

Maliyet avantajı: Silikon bazlı IGBT'leri anahtarlama cihazları olarak koruyarak, hibrit SiC modüllerinin maliyeti tüm SiC çözümlerine göre %30-50 daha düşüktür.Fiyata duyarlı uygulamalar için daha erişilebilir hale getirmek.

Mevcut tasarımlarla uyumluluk: Hibrit SiC modülleri için tahrik gereksinimleri esasen standart IGBT'lerle aynıdır.mühendislerin mevcut tahrik devrelerini önemli ölçüde değiştirmeden sistem performansını yükseltmelerine izin vermek, böylece tasarım göçü karmaşıklığını azaltır.

Mitsubishi'nin hibrit SiC güç modülleri, endüstriyel motor tahrikleri gibi yüksek güvenilirlik ve kademeli performans iyileştirmeleri gerektiren uygulamalar için özellikle uygundur.Rüzgar enerjisi üretimi, ve demiryolu ulaşımı.

Mitsubishi SiC-MOSFET ayrı cihazlarının özellikleri

Mitsubishi SiC-MOSFET ayrık cihazları, güç elektronik sistemi tasarımı için daha fazla esneklik ve özelleştirme seçenekleri sunar.Ayrı SiC-MOSFET'ler mühendislerin topoloji yapılarını özgürce seçmelerine izin verir, düzenleme yapılandırmaları ve termal yönetim çözümleri, özellikle özel yapılandırmalar gerektiren veya aşırı maliyet duyarlılığı olan uygulamalar için uygun hale getiriyor.

Temel Performans parametreleri ve avantajları

Mitsubishi SiC-MOSFET ayrık cihazları, güç elektroniği tasarımı için yeni olanaklar açan birkaç atılımcı performans ölçümünü göstermektedir:

Düşük direnç: SiC malzemesinin yüksek kritik parçalanma elektrik alanı özellikleri sayesinde,Mitsubishi SiC-MOSFET'ler, aynı voltaj derecesinde silikon bazlı MOSFET'lerden daha düşük on-resistance (Rds ((on)) elde ederÖrneğin, 1200V değerli bir voltajı olan cihazlar, iletkenlik kayıplarını önemli ölçüde azaltarak 40mΩ veya daha düşük bir on-resistance elde edebilirler.

Ultra hızlı anahtarlama hızı: SiC-MOSFET'lerin anahtarlama süresi tipik olarak silikon IGBT'lerden bir büyüklük derecesi daha hızlı olan onlarca nanosaniye aralığında bulunur.Bu özellik sadece anahtarlama kayıplarını azaltmakla kalmaz aynı zamanda sistemin daha yüksek frekanslarda çalışmasına izin verir, böylece pasif bileşenlerin boyutunu azaltır.

Mükemmel gövde diyot özellikleri: Silisyen MOSFET'lerin aksine, SiC-MOSFET'lerin gövde diyotunun daha düşük ileri gerilim düşüşü ve neredeyse hiçbir ters geri kazanım yükü yoktur.Bazı uygulamalarda dış serbest diyotların ortadan kaldırılmasını sağlayan ve devre tasarımını basitleştiren.

Yüksek sıcaklık istikrarı: Mitsubishi SiC-MOSFET'ler yüksek sıcaklıklarda transkondüktansa (gfs) ve eşiğindeki voltaj (Vth) üzerinde minimal değişiklikler gösterir.Tüm çalışma sıcaklık aralığında istikrarlı anahtarlama özelliklerini sağlamak.