Трябва да сте влезли в
-
moreX
-
Компоненти
-
-
Category
-
Полупроводници
- Диоди
- Тиристори
- Електроизолирани модули
- Изправителни мостове
-
Транзистори
- Транзистори | GeneSiC
- Модули SiC MOSFET | Mitsubishi
- Модули SiC MOSFET | STARPOWER
- ABB SiC MOSFET модули
- IGBT модули | MITSUBISHI
- Транзисторни модули | MITSUBISHI
- MOSFET модули | MITSUBISHI
- Транзисторни модули | ABB
- IGBT модули | POWEREX
- IGBT модули | INFINEON (EUPEC)
- Полупроводникови елементи от силициев карбид
- Go to the subcategory
- Драйвeри
- Силови блокове
- Go to the subcategory
-
Електрически преoбразователи
-
Токови преoбразователи LEM
- Токов преобразовател със затворена верига на обратна връзка (C/L)
- Токов преобразовател с отворена верига на обратна връзка (O/L)
- Токов преобразовател захранван с еднополюсно напрежение
- Преобразователи в технология Eta
- Високоточни токови преобразуватели LF xx10 серия
- Преобразуватели на ток от серия LH
- HOYS и HOYL - предназначени за директно монтиране върху проводникова шина
- Настоящи преобразуватели в SMD технологията от сериите GO-SME и GO-SMS
- АВТОМОБИЛНИ токови преобразуватели
- Go to the subcategory
-
Преобразуватели на напрежение | LEM
- Напреженови преобразователи серия LV
- Напреженови преобразователи серия DVL
- Прецизни напреженови преобразователи с двойна магнитна сърцевина серия CV
- Тягов напреженов преобразовател DV 4200/SP4
- Преобразуватели на напрежение от серията DVM
- Преобразувател на напрежение - DVC 1000-P
- Преобразуватели на напрежение - серия DVC 1000
- Go to the subcategory
- Прецизни токови преобразуватели | LEM
- Go to the subcategory
-
Токови преoбразователи LEM
-
Пасивни компоненти (кондензатори, резистори, предпазители, филтри)
- Резистори
-
Предпазители
- Миниатюрни предпазители за електронни системи серия ABC и AGC
- Бързи тръбни предпазители
- Закъснителни вложки с характеристика GL/GG и AM
- Ултрабързи стопяеми вложки
- Бързи предпазители британски и американски стандарт
- Бързи предпазители европейски стандарт
- Тягови предпазители
- Високоволтни предпазителни вложки
- Go to the subcategory
-
Кондензатори
- Кондензатори за двигатели
- Електролитни кондензатори
- Кондензатори тип snubbers
- Кондензатори за мощност
- Кондензатори за DC (постояннотокови вериги)
- Кондензатори за компенсиране на мощност
- Високоволтови кондензатори
- Кондензатори за индукционно нагряване
- Кондензатори за съхранение на импулси и енергия
- DC LINK кондензатори
- Кондензатори за AC/DC вериги
- Go to the subcategory
- Филтри EMI (против смущения)
- Суперкондензатори
-
Защита от пренапрежение
- Защита от пренапрежение за коаксиални приложения
- Защита от пренапрежение за системи за видеонаблюдение
- Защита от пренапрежение за захранващи кабели
- Ограничители за пренапрежение за LED
- Ограничители за пренапрежение за фотоволтаици
- Защита на системата за претегляне
- Защита от пренапрежение за Fieldbus
- Go to the subcategory
- Go to the subcategory
-
Релета и контактори
- Теория- релета и контактори
- Полупроводникови релета АС 3-фазни
- Релета полупроводникови DC
- Регулатори, управляващи системи и аксесоари
- Системи за мек старт и реверсивни контактори
- Електромеханични релета
- Контактори
- Ротационни превключватели
-
Полупроводникови релета АС 1-фазни
- Полупроводникови релета AC еднофазни серия 1 | D2425 | D2450
- Полупроводникови релета AC еднофазни серия CWA I CWD
- Полупроводникови релета AC еднофазни серия CMRA I CMRD
- Полупроводникови релета АС ендофазни серия PS
- Полупроводникови релета AC двойни и четворни серия D24 D, TD24 Q, H12D48 D
- 1-фазни полупроводникови релета серия gn
- Полупроводникови релета АС серия ckr
- Релета AC еднофазни на шина DIN серия ERDA и ERAA
- Еднофазни AC релета за ток 150А
- Двойни полупроводникови релета, интегрирани с радиатор за DIN шина
- Go to the subcategory
- Полупроводникови релета АС 1-фазни, за печатни платки
- Интрфейс релета
- Go to the subcategory
- Индукционни елементи
- Радиатори, Bаристори, Tермични защити
- Вентилатори
- Климатизация, Оборудване за електрически шкафове, Охладители
-
Батерии, зарядни устройства, буферни захранвания и инвертори
- Батерии, зарядни устройства - теоретично описание
- Литиево-йонни батерии. Персонализирани батерии. Система за управление на батерията (BMS)
- Батерии
- Зарядни устройства и аксесоари за батерии
- UPS резервно захранване и буферни захранвания
- Преобразуватели и аксесоари за фотоволтаици
- Енергиен запас
- Горивни клетки
- Литиево-йонни батерии
- Go to the subcategory
-
Автоматика
- Futaba Drone Parts
- Крайни изключватели, Микроизключватели
- Датчици, Преобразователи
- Пирометри
- Броячи, Времеви релета, Панелни измервателни прибори
- Промишленни защитни устройства
- Светлинна и звукова сигнализация
- Термокамера
- Екрани LED
- Управляваща апаратура
-
Регистратори
- Регистратор на температура със запис на лента и цифров показател - AL3000
- Микропроцесорни регистратори с екран LCD серия KR2000
- Регистратор KR5000
- Измервател със функция за регистриране на влажност и температура HN-CH
- Експлоатационни материали за регистратори
- Компактен графичен регистратор 71VR1
- Регистратор KR 3000
- Регистратор РС серия R1M
- Регистратори РС серия R2M
- Регистратор РС - 12 изолирани входа– RZMS
- Регистратор PC, USB, 12 изолирани входа – RZUS
- Go to the subcategory
- Go to the subcategory
-
Проводници, Кабел литцендрат, Кабелни канали, Меки връзки
- Проводници
- Кабел литцендрат
-
Кабели за специални приложения
- Компенсиращи и удължаващи проводници
- Проводници за термодвойки
- Съединителни проводници за РТ датчици
- Многожилни проводници темп. -60C до +1400C
- SILICOUL проводници средно напрежение
- Запалителни проводници
- Нагревателни проводници
- Едножилни проводници темп. -60C до +450C
- Проводници за ЖП приложения
- Нагревателни проводници в Ех изпълнение
- Go to the subcategory
- Кабелни канали
-
Плетени кабели
- Плоски плетени кабели
- Кръгли плетени кабели
- Много гъвкави плетени кабели - плоски
- Много гъвкави плетени кабели - кръгли
- Медни цилиндрични плетени кабели
- Медни цилиндрични плетени кабели и канали/кожуси
- Гъвкави заземяващи ленти
- Плетени проводници от оцинкована и неръждясваща стомана
- Медни изолирани плетени проводници PCV -температура до 85 градуsа по C
- Плоски плетени алуминиеви проводници
- Комплект за подсъединение - плетени проводници и тръбички
- Go to the subcategory
- Оборудване за тяга
- Кабелни накрайници
- Изолирани еластични шини
- Многослойни еластични шини
- Системи за провеждане на кабели (шлауфи)
- Кабелни канали / маркучи
- Go to the subcategory
- View all categories
-
Полупроводници
-
-
- Suppliers
-
Applications
- AC и DC задвижвания (инвертори)
- CNC машинни инструменти
- Energy bank
- HVAC автоматизация
- Двигатели и трансформатори
- Заваръчни машини и заваръчни машини
- Захранващи (UPS) и токоизправителни системи
- Измерване и регулиране на температурата
- Измерване и регулиране на температурата
- Индукционно отопление
- Индустриална автоматизация
- Индустриална автоматизация
- Индустриални защитни устройства
- Компоненти за потенциално експлозивна атмосфера (EX)
- Машини за сушене и обработка на дървесина
- Машини за термоформоване на пластмаси
- Минно дело, металургия и основаване
- Оборудване за разпределителни, контролни и телекомуникационни шкафове
- Печат
- Трамвайна и железопътна тяга
-
Инсталация
-
-
Montaż urządzeń
- Монтаж на шкафове
- Проектиране и монтаж на шкафове
- Монтаж на енергийни системи
- Компоненти
- Машини, създадени по поръчка
- Научноизследователска и развойна дейност
-
Промишленни тестери
- Силови полупроводникови тестери
- Тестери за електрически апарати
- Тестери за варистори и отводители
- Автомобилен тестер за предпазители
- Qrr тестер за измерване на преходен заряд в тиристори и силови диоди
- Роторен тестер на прекъсвачи от серия FD
- Тестер за проверка на устройства за остатъчен ток
- Тестер за калибриране на реле
- Тестер за визуални тестове на бутални пръти на газови пружини
- Тиристорен превключвател с висок ток
- Тестер за разрушаване на мрежи
- Go to the subcategory
- View all categories
-
-
-
Индуктори
-
-
Modernizacja induktorów
- Ремонт на използвани индуктори
- Модернизация на индуктори
-
Производство на нови индуктори
- Втвърдяване на коляновите валове
- Втвърдяване на зъбите на лентовия трион
- Нагряване на елементи преди залепване
- Втвърдяване на пистите на автомобилните лагери на главината на колелата
- Втвърдяване на компонентите на трансмисията на задвижването
- Втвърдяване на стъпаловидни шахти
- Нагряване в контракционни фуги
- Сканиращо втвърдяване
- Меко запояване
- Нагреватели на заготовки
- Go to the subcategory
- Знание
- View all categories
-
-
-
Индукционни устройства
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Генератори за индукционно нагряване
-
Индукционни отоплителни генератори Ambrell
- Генератори: mощност 500 W, честота 150-400 kHz
- Генератори: mощност 1,2 - 2,4 kW, честота 150 - 400 kHz
- Генератори: mощност 4.2 - 10 kW, честота 150 - 400 kHz
- Генератори: mощност 10 - 15 kW, честота 50 - 150 kHz
- Генератори: mощност 30-45 kW, честота 50-150 kHz
- Генератори: mощност 65-135 kW, честота 50-150 kHz
- Генератори: mощност 180-270 kW, честота 50-150 kHz
- Генератори: mощност 20-35-50 kW, честота 15-45 kHz
- Генератори: mощност 75-150 kW, честота 15-45 kHz
- Генератори: mощност 200-500 kW, честота 15-45 kHz
- Генератори: mощност 20-50 kW, честота 5-15 kHz
- Go to the subcategory
- Индукционни отоплителни генератори Denki Kogyo
-
JKZ индукционни отоплителни генератори
- Генератори от серия CX, честота: 50-120kHz, мощност: 5-25kW
- SWS генератори, честота: 15-30kHz, мощност: 25-260kW
- Генератори (пещи) за формоване и коване на серия MFS, честота: 0,5-10kHz, мощност: 80-500kW
- MFS топилни пещи, честота: 0,5-10kHz, мощност: 70-200kW
- Генератори на UHT серия, честота: 200-400kHz, мощност: 10-160kW
- Go to the subcategory
- Генератори на лампи за индукционно отопление
- Индукционни отоплителни генератори Himmelwerk
- Go to the subcategory
-
Индукционни отоплителни генератори Ambrell
- Ремонти и модернизация
- Периферни устройства
-
Aпликации
- Медицински приложения
- Приложения за автомобилната индустрия
- Меко запояване
- Запояване
- Алуминиево запояване
- Припояване на магнитни инструменти от неръждаема стомана
- Прецизно запояване
- Атмосферно запояване
- Запояване на месингови и стоманени капачки за радиатори
- Запояване на синтеровани карбиди
- Запояване на медния накрайник и проводника
- Go to the subcategory
- Знание
- View all categories
-
Генератори за индукционно нагряване
-
-
-
Обслужване
-
-
asd
- Сервиз на промишлени охладители за вода и климатици
- Ремонт и модернизация на машини
- Поправка на устройства за автоматика, енергетика и промишлена автоматика
- Захранвания с високо напрежение за електрофилтри
- Индустриални принтери и етикетиращи машини
- Certyfikaty / uprawnienia
- View all categories
-
-
- Contact
- Zobacz wszystkie kategorie
1200V SiC Hybrid IGBT Modules for High Frequency Applications
![1200V SiC Hybrid IGBT Modules for High Frequency Applications 1200V SiC Hybrid IGBT Modules for High Frequency Applications](https://www.dacpol.eu/modules/ybc_blog/views/img/bg-grey.png)
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.
![Evolution of SiC technology in power modules](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure1.png)
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
![Line-up and Package outlines](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure2.png)
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.
![Ic-waveforms at turn-on](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure3.png)
Figure 3: Ic-waveforms at turn-on
![IGBT turn-on energy E(on) vs. current](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure4.png)
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.
![Freewheeling diode turn-off energy vs. current](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure5.png)
Figure 5: Freewheeling diode turn-off energy vs. current
![Power loss simulation (inverter operation with sinus PWM)](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure6.png)
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.
![Power loss versus PWM switching frequency fc](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/18/Figure7.png)
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
![Now available – DC/DC converters from PREMIUM](https://www.dacpol.eu/modules/ybc_blog/views/img/bg-grey.png)
![New release in DACPOL lighting for lathes – Kira covers](https://www.dacpol.eu/modules/ybc_blog/views/img/bg-grey.png)
Leave a comment