Трябва да сте влезли в
-
moreX
-
Компоненти
-
-
Category
-
полупроводници
- Диоди
- Тиристори
-
Електрически изолирани модули
- Електроизолирани модули VISHAY (IR).
- Електроизолирани модули INFINEON (EUPEC).
- Електрически изолирани модули на Semikron
- Електроизолирани модули POWEREX
- Електроизолирани модули IXYS
- Електроизолирани модули от POSEICO
- Електрически изолираните модули на ABB
- Електроизолационни модули от TECHSEM
- Go to the subcategory
- Мостови токоизправители
-
Транзистори
- GeneSiC транзистори
- Mitsubishi SiC MOSFET модули
- STARPOWER SiC MOSFET модули
- ABB SiC MOSFET модули
- IGBT модули от MITSUBISHI
- Транзисторни модули MITSUBISHI
- MITSUBISHI MOSFET модули
- Транзисторни модули ABB
- IGBT модули от POWEREX
- IGBT модули - от INFINEON (EUPEC)
- Полупроводникови елементи от силициев карбид
- Go to the subcategory
- Шофьори
- Силови блокове
- Go to the subcategory
- Преобразуватели за ток и напрежение LEM
-
Пасивни компоненти (кондензатори, резистори, предпазители, филтри)
- Резистори
-
Предпазители
- Миниатюрни предпазители за електронни системи серия ABC и AGC
- Бързодействащи тръбни предпазители
- Забавени вложки с GL/GG и AM характеристики
- Изключително бързи предпазители
- Британски и американски стандартни бързодействащи предпазители
- Бързодействащи предпазители европейски стандарт
- Тягови предпазители
- Предпазители за високо напрежение
- Go to the subcategory
-
Кондензатори
- Кондензатори за двигатели
- Електролитни кондензатори
- Icel филмови кондензатори
- Силови кондензатори
- Кондензатори за постояннотокови вериги
- Кондензатори за компенсация на мощността
- Кондензатори за високо напрежение
- Кондензатори за индукционно нагряване
- Импулсни кондензатори
- DC LINK кондензатори
- Кондензатори за AC/DC вериги
- Go to the subcategory
- Филтри против смущения
- Суперкондензатори
-
Защита от пренапрежение
- Отводители за пренапрежение за радиочестотни приложения
- Отводители на пренапрежения за системи за зрение
- Отводители за пренапрежение в електропроводи
- LED предпазители от пренапрежение
- Отводители за фотоволтаици
- Отводители на пренапрежения за системи за претегляне
- Отводители за пренапрежение за fieldbus
- Go to the subcategory
- Разкриващи емисионни филтри TEMPEST
- Go to the subcategory
-
Релета и контактори
- Теория на релетата и контакторите
- AC 3-фазни твърдотелни релета
- DC твърдотелни релета
- Регулатори, системи за управление и аксесоари
- Мек старт и реверсивни контактори
- Електромеханични релета
- Контактори
- Ротационни превключватели
-
Еднофазни AC твърдотелни релета
- Еднофазни променливотокови полупроводникови релета Серия 1 | D2425 | D2450
- Еднофазни AC полупроводникови релета CWA и CWD серия
- Еднофазни AC полупроводникови релета серии CMRA и CMRD
- Еднофазни AC твърдотелни релета PS серия
- AC твърдотелни релета двойни и четворни серии D24 D, TD24 Q, H12D48 D
- Еднофазни полупроводникови релета от серия GN
- Еднофазни променливотокови твърдотелни релета серия CKR
- Монофазни AC релета за DIN шина ERDA и ERAA СЕРИЯ
- Монофазни AC релета за ток 150А
- Двойни твърдотелни релета, интегрирани с радиатор на DIN шина
- Go to the subcategory
- AC еднофазни печатни твърдотелни релета
- Интерфейсни релета
- Go to the subcategory
- Ядра и други индуктивни компоненти
- Радиатори, Варистори, Термична защита
- Фенове
- Климатик, Аксесоари за табла, Охладители
-
Батерии, зарядни устройства, буферни захранвания и преобразуватели
- Батерии, зарядни устройства - теоретично описание
- Литиево-йонни батерии. Персонализирани батерии. Система за управление на батерията (BMS)
- Батерии
- Зарядни за батерии и аксесоари
- UPS и буферни захранвания
- Конвертори и аксесоари за фотоволтаици
- Съхранение на енергия
- Водородни горивни клетки
- Литиево-йонни клетки
- Go to the subcategory
-
Автоматизация
- Спирални асансьори
- Части за дронове Futaba
- Крайни изключватели, Микро ключове
- Сензори, Преобразуватели
- Пирометри
- Броячи, Релета за време, Панелни измервателни уреди
- Индустриална защитна екипировка
- Светлинни и звукови сигнали
- Термовизионна камера
- LED дисплеи
- Бутони и превключватели
- Go to the subcategory
-
Кабели, Litz проводници, Тръбопроводи, Гъвкави връзки
- Проводници
- Кабелни щуцери и ръкави
- лица
-
Кабели за специални приложения
- Удължителни и компенсаторни кабели
- Кабели за термодвойки
- Свързващи кабели за PT сензори
- Многожилни кабели темп. -60°C до +1400°C
- Кабели средно напрежение SILICOUL
- Кабели за запалване
- Нагревателни кабели
- Едножилни кабели темп. -60°C до +450°C
- Железопътни проводници
- Нагревателни кабели в Ex
- Кабели за отбранителната промишленост
- Go to the subcategory
- тениски
-
Плитки
- Плоски плитки
- Кръгли плитки
- Много гъвкави плитки - плоски
- Много гъвкави плитки - кръгли
- Цилиндрични медни оплетки
- Медни цилиндрични оплетки и капаци
- Гъвкави ленти за заземяване
- Цилиндрични оплетки от поцинкована и неръждаема стомана
- Медни оплетки с PVC изолация - температура до 85 градуса
- Плоски алуминиеви оплетки
- Комплект за свързване - оплетки и тръби
- Go to the subcategory
- Тягово оборудване
- Накрайници за кабели
- Изолирани гъвкави релси
- Многослойни гъвкави шини
- Системи за управление на кабели
- Go to the subcategory
- View all categories
-
полупроводници
-
-
- Suppliers
-
Applications
- CNC машини
- DC и AC задвижвания (инвертори)
- Двигатели и трансформатори
- Енергетика
- Енергийни банки
- Заваръчни машини и заварчици
- Захранвания (UPS) и токоизправителни системи
- Измерване и регулиране на температурата
- Изследвания и лабораторни измервания
- Индукционно нагряване
- Индустриална автоматизация
- Индустриална защитна екипировка
- Компоненти за зони с опасност от експлозия (EX)
- Машини за сушене и обработка на дървесина
- Машини за термоформоване на пластмаси
- Минно дело, металургия и леярство
- Оборудване за разпределителни и контролни шкафове
- ОВК автоматизация
- Печат
- Трамвайна и железопътна тяга
-
Инсталация
-
-
Индуктори
-
-
Индукционни устройства
-
-
https://www.dacpol.eu/pl/naprawy-i-modernizacje
-
-
Обслужване
-
- Contact
- Zobacz wszystkie kategorie
1200V SiC Hybrid IGBT Modules for High Frequency Applications

1200V SiC Hybrid IGBT Modules for High Frequency Applications
Dedicated IGBT-modules for high switching frequency operation have been successfully introduced to the market over the past years. Typical applications are X-ray generators, CT-scanners, induction heating, welding, plasma cutters or inverters for isolated or contactless electrical power conversion.
By Eckhard Thal, Mitsubishi Electric Europe B.V., Ratingen, Germany
The switching frequency in those applications is usually higher than 20kHz, thus exceeding the range for which standard industrial IGBTmodules are optimized for. Since several years Mitsubishi Electric is offering a dedicated IGBT-series for those high frequency applications, called NFH-series. For reducing the switching loss it is using IGBT-chips with an optimized trade-off between Vce(sat) and Eoff. As next innovation step Mitsubishi Electric now is introducing it’s Silicon Carbide Chip technology to this proven NFH-series design.
Hybrid SiC-IGBT module approach
A series of 1200V dual modules with current ratings between 100A and 600A was developed [1] by using SiC Schottky Barrier Diodes (SBD). This approach is called “Hybrid SiC” module. For better understanding the used terminology, please refer to Figure 1. A hybrid SiC module is containing Silicon-based IGBT in combination with SiCbased Schottky Barrier diodes. The IGBT-chips are kept the same in both the conventional NFH-series and new hybrid SiC NFH-series.

Figure 1: Evolution of SiC technology in power modules
Type | Voltage | Current | Connection | Baseplate size |
CMH100DY-24NFH | 1200V | 100A | 2in1 | 48x94mm |
CMH150DY-24NFH | 150A | |||
CMH200DU-24NFH | 200A | 62x108mm | ||
CMH300DU-24NFH | 300A | |||
CMH400DU-24NFH | 400A | 80x110mm | ||
CMH600DU-24NFH | 600A |
Table 1: Line-up

Figure 2: Line-up and Package outlines
The principle switching waveforms are given in Figure 1. Due to the fact that Schottky diodes as unipolar semiconductors don’t have any reverse recovery charge, there is no reverse recovery loss. The absence of diode reverse recovery current on the other hand leads to a substantial reduction of IGBT turn-on energy.
A further reduction of total power loss can be achieved if both the active switch and the free-wheeling diode are made of SiC. This approach is called “Full SiC” module.
Line-up & Package outlines
The line-up of new hybrid SiC NFH-series is shown in table 1; the package outlines are given in Figure 2. For the middle and large size packages the main terminals are located at the side of the housing. This arrangement allows using a laminated main terminal structure inside the module for reducing the internal package inductance Lint. For all current ratings of both middle and large size package this internal package inductance is in the range of 18…22nH (defi ned between Pand N - main terminals).
Switching behavior
The turn-on waveforms under inductive load condition of conventional NFH-module CM600DU-24NFH and new hybrid SiC module CMH600DU-24NFH are shown in Figure 3. Taking into account that both module types are using exactly the same IGBT-chips the difference in switching waveform is entirely the result of difference in free-wheel diode behavior. The key difference between both current waveforms can be explained by the lack of reverse recovery charge (and consequently the diode’s reverse recovery current) in the hybrid SiC module CMH600DU-24NFH as the Schottky Barrier Diode is a unipolar semiconductor. Consequently both the turn-off loss of freewheeling diode and the turn-on loss of IGBT under inductive load switching are drastically reduced, as it can be seen in the switching energy diagrams given in Figure 4 and 5.
Loss performance comparison
A power loss simulation under inverter operation conditions (hard switching) with sine-wave PWM reveals the big impact of using SiC Schottky diodes instead of conventional Si-diodes for the NFH-series modules: at fc=30kHz the hybrid SiC module has just half of the total losses of its Si-counterpart, see Figure 6.
The dependency of total module power loss on PWM switching frequency fc is given in Figure 7. From this diagram it can be derived that the total power loss of new hybrid SiC type CMH600DU-24NFH at fc=50kHz is at the same level as its full Si-counterpart at fc=17kHz. Considering that both modules CMH600DU-24NFH and CM600DU24NFH have the same power loss handling capability (same baseplate size and hence the same Rth(c-f); same Rth(j-c) for IGBT) it seems to be possible for such applications to triple the switching frequency fc while keeping the module power loss at the same level.

Figure 3: Ic-waveforms at turn-on

Figure 4: IGBT turn-on energy E(on) vs. current
Application benefits
The described improvements in switching loss performance under hard switching conditions are offering system benefi ts basically in two directions when using the new hybrid SiC NFH-series: The most obvious one is the possibility of increasing the switching frequency fc. The size of inductive components in a power electronic system is often determined by the switching frequency. Consequently an increase of fc can help to reduce size (and cost) of those inductive components. Also the dynamic response of a power electronic system can be improved by increasing fc. Another direction is improving the energy effi ciency of a power electronic system. This is an interesting option especially in application where low system effi ciency is penalized. In general reducing the power loss dissipated in the IGBT modules will help to reduce heat sink size. This is interesting for such applications where heat sink is the limiting factor for system size reduction. Another potential benefi t of using the new hybrid SiC series can be expected in soft switching applications. Here the principle absence of reverse recovery charge at diode turn-off can contribute to a further power loss reduction.

Figure 5: Freewheeling diode turn-off energy vs. current

Figure 6: Power loss simulation (inverter operation with sinus PWM)
Summary and outlook
By using Mitsubishi’s new hybrid SiC IGBT modules for high frequency applications a drastical reduction of switching loss is possible. The use of SiC Schottky Barrier diodes instead of conventional Silicon diodes as freewheeling diodes in the modules of NFH-series is eliminating the reverse recovery charge at freewheeling diode turnoff. Under hard switching inverter operation conditions this allows to increase the switching frequency by a factor of 2…3 compared with conventional Si-based IGBT modules.

Figure 7: Power loss versus PWM switching frequency fc
Application benefi ts can be also expected when using the new hybrid SiC modules in soft switching applications due to the absence of reverse recovery charge at diode turn-off. Here further investigations are needed.
Literature
[1] “Mitsubishi Electric to Ship Sample Hybrid SiC Power Semiconductor Modules for High-frequency Switching Applications”; Press Release of Mitsubishi Electric Corporation; Tokyo, May 15, 2014
Related posts


Leave a comment