Musíte být přihlášen
-
moreX
-
Komponenty
-
-
Category
-
Polovodiče
- LED diody
- Tyristory
- Elektroizolační moduly
- Přemosťovací usměrňovače
-
Tranzistory
- Tranzistory | GeneSiC
- SiC MOSFET moduly | Mitsubishi
- SiC MOSFET moduly | STARPOWER
- Moduly ABB SiC MOSFET
- Moduly IGBT | MITSUBISHI
- Tranzistorové moduly | MITSUBISHI
- Moduly MOSFET | MITSUBISHI
- Tranzistorové moduly | ABB
- Moduly IGBT | POWEREX
- Moduly IGBT | INFINEON (EUPEC)
- Polovodičové prvky z karbidu křemíku (SiC)
- Go to the subcategory
- Ovladače brány
- Bloky napájení
- Go to the subcategory
-
Měniče proudu a napětí LEM
-
Měniče proudu | LEM
- Proudový převodník s uzavřenou zpětnou vazbou (C / L)
- Měnič proudu s otevřenou zpětnou vazbou (O / L)
- Měnič proudu napájený unipolárním napětím
- Převodníky v technologii Eta
- Vysoce přesné měniče proudu řady LF xx10
- Měniče proudu řady LH
- HOYS a HOYL - určené pro přímou montáž na vodičovou lištu
- Měniče proudu v technologii SMD řady GO-SME a GO-SMS
- AUTOMOTIVE převodníky proudu
- Go to the subcategory
- Převodníky napětí | LEM
- Precision Current Transducers | LEM
- Go to the subcategory
-
Měniče proudu | LEM
-
Pasivní součásti (kondenzátory, rezistory, pojistky, filtry)
- Rezistory
-
Pojistky
- Miniaturní pojistky pro elektronické obvody řady ABC a AGC
- Trubkové rychle působící pojistky
- Pojistkové vložky s časovým zpožděním s charakteristikami GL / GG a AM
- Ultrarychlé pojistkové články
- Rychle působící pojistky (britský a americký standard)
- Rychle působící pojistky (evropský standard)
- Pojistky pojezdu
- Pojistkové vložky vysokého napětí
- Go to the subcategory
-
Kondenzátory
- Motorové kondenzátory
- Elektrolytické kondenzátory
- Filmové kondenzátory
- Výkonové kondenzátory
- Kondenzátory pro stejnosměrné obvody
- Kondenzátory korekce účiníku
- Vysokonapěťové kondenzátory
- Indukční topné kondenzátory
- Kondenzátory pulsu a energie
- DC LINK kondenzátory
- Kondenzátory pro AC / DC obvody
- Go to the subcategory
- EMI filtry
- Superkondenzátory
- Přepěťová ochrana
- Go to the subcategory
-
Relé a stykače
- Teorie relé a stykačů
- 3fázová střídavá polovodičová relé
- 3fázová střídavá polovodičová relé
- Regulátory, ovládací prvky a příslušenství
- Měkké spouštění a reverzační stykače
- Elektromechanická relé
- Stykače
- Otočné spínače
-
Jednofázová střídavá polovodičová relé
- Jednofázová střídavá polovodičová relé, 1 řada | D2425 | D2450
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady CWA a CWD
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady CMRA a CMRD
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady PS
- Dvojitá a čtyřnásobná střídavá polovodičová relé řady D24 D, TD24 Q, H12D48 D.
- Jednofázová polovodičová relé řady GN
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady CKR
- Jednofázová AC relé na lištu DIN řady ERDA A ERAA
- Jednofázová AC relé pro proud 150 A.
- Dvojitá polovodičová relé integrovaná s chladičem pro lištu DIN
- Go to the subcategory
- Jednofázová AC polovodičová relé pro PCB
- Relé rozhraní
- Go to the subcategory
- Jádra a další indukční součásti
- Radiátory, varistory, tepelné ochrany
- Fanoušci
- Klimatizace, příslušenství pro elektrické skříně, chladiče
-
Baterie, nabíječky, vyrovnávací zdroje a střídače
- Baterie, nabíječky - teoretický popis
- Lithium-iontové baterie. Vlastní baterie. Systém správy baterií (BMS)
- Baterie
- Nabíječky baterií a příslušenství
- Záložní zdroj UPS a vyrovnávací napájecí zdroje
- Převaděče a příslušenství pro fotovoltaiku
- Úschovna energie
- Palivové články
- Lithium-iontové baterie
- Go to the subcategory
-
Automatika
- Futaba Drone Parts
- Koncové spínače, mikrospínače
- Senzory, převodníky
- Pyrometrie
- Počítadla, časovače, panelové měřiče
- Průmyslová ochranná zařízení
- Světelná a zvuková signalizace
- Termovizní kamera
- LED displeje
- Tlačítka a spínače
-
Zapisovače
- Zapisovač AL3000
- Rekordér KR2000
- Rekordér KR5000
- Měřič HN-CH s funkcí registrace vlhkosti a teploty
- Spotřební materiál pro zapisovače
- Rekordér 71VR1
- Zapisovač KR 3000
- Počítačové rekordéry řady R1M
- Počítačové rekordéry řady R2M
- PC rekordér, 12 izolovaných vstupů - RZMS-U9
- PC rekordér, USB, 12 izolovaných vstupů - RZUS
- Go to the subcategory
- Go to the subcategory
-
Kabely, dráty, vodiče, flexibilní připojení
- dráty
- lanka
- Kabely pro speciální aplikace
- košile
-
prýmky
- prýmky byt
- prýmky kolo
- Velmi flexibilní opletení - plochý
- Velmi flexibilní opletení - Round
- Měď opletené válcové
- Mědí štít a válcové
- Flexibilní zemnící pásky
- Opletení válcovité pozinkované a nerezové oceli
- PVC izolované měděné pletivo - teplota 85 ° C
- Ploché pletené hliníkové
- Connection Kit - prýmky a trubky
- Go to the subcategory
- Příslušenství pro trakční
- kabelové botky
- Ohebné izolované přípojnice
- Vícevrstvá ohebná lišta
- Systémy vedení kabelů
- Potrubí, trubky
- Go to the subcategory
- View all categories
-
Polovodiče
-
-
- Suppliers
-
Applications
- AC a DC pohony (střídače)
- Automatizace HVAC
- CNC obráběcí stroje
- Energy bank
- Indukční ohřev
- Komponenty pro prostředí s nebezpečím výbuchu (EX)
- Měření a regulace teploty
- Měření a regulace teploty
- Motory a transformátory
- Napájecí zdroje (UPS) a usměrňovací systémy
- Průmyslová automatizace
- Průmyslová automatizace
- Průmyslová ochranná zařízení
- Stroje na sušení a zpracování dřeva
- Stroje na tvarování plastů za tepla
- Svařovací stroje a svářecí stroje
- Těžba, hutnictví a slévárenství
- Tisk
- Tramvajová a železniční trakce
- Zařízení pro distribuční, řídicí a telekomunikační skříně
-
Instalace
-
-
Montaż urządzeń
- Instalace skříní
- Návrh a montáž skříní
- Instalace energetických systémů
- Komponenty
- Stroje stavěné na zakázku
- Výzkumná a vývojová práce
-
Průmyslové testery
- Výkonové polovodičové zkoušečky
- Zkoušečky elektrických přístrojů
- Testery varistorů a omezovačů přepětí
- Tester automobilových pojistek
- Qrr tester pro měření přechodného náboje v tyristorech a výkonových diodách
- Zkoušečka rotorů jističů řady FD
- Auditor testeru zařízení na zbytkový proud
- Zkoušečka kalibrace relé
- Tester vizuálních zkoušek pístních tyčí plynových pružin
- Silnoproudý tyristorový spínač
- Tester na lámání pletiva
- Go to the subcategory
- View all categories
-
-
-
Induktory
-
-
Modernizacja induktorów
-
-
-
Indukční zařízení
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Indukční topné generátory
-
Indukční generátory Ambrell
- Generátory: výkon 500 W, frekvence 150-400 kHz
- Generátory: Výkon 1,2 - 2,4 kW, frekvence 150 - 400 kHz
- Generátory: výkon 4,2 - 10 kW, frekvence 150 - 400 kHz
- Generátory: výkon 10 - 15 kW, frekvence 50 - 150 kHz
- Generátory: výkon 30-45 kW, frekvence 50-150 kHz
- Generátory: výkon 65-135 kW, frekvence 50-150 kHz
- Generátory: výkon 180-270 kW, frekvence 50-150 kHz
- Generátory: výkon 20-50 kW, frekvence 15-45 kHz
- Generátory: výkon 75-150 kW, frekvence 15-45 kHz
- Generátory: výkon 200-500 kW, frekvence 15-45 kHz
- Generátory: výkon 20-50 kW, frekvence 5-15 kHz
- Go to the subcategory
- Indukční topné generátory Denki Kogyo
-
Indukční topné generátory JKZ
- Generátory řady CX, frekvence: 50-120kHz, výkon: 5-25kW
- Generátory řady SWS, frekvence: 15-30kHz, výkon: 25-260kW
- Generátory (pece) pro tváření a kování řady MFS, frekvence: 0,5-10kHz, výkon: 80-500kW
- Tavicí pece MFS, frekvence: 0,5-10kHz, výkon: 70-200kW
- Generátory řady UHT, frekvence: 200-400kHz, výkon: 10-160kW
- Go to the subcategory
- Generátory světel pro indukční ohřev
- Indukční topné generátory Himmelwerk
- Go to the subcategory
-
Indukční generátory Ambrell
- Opravy a modernizace
- Periferní zařízení
- Aplikace
- Znalostní základna
- View all categories
-
Indukční topné generátory
-
-
-
Servis
-
-
asd
- Servis průmyslových chladičů vody a klimatizací
- Opravy a modernizace strojů
- Opravy výkonové elektroniky, elektroniky a automatizačních zařízení
- Vysokonapěťové napájecí zdroje pro elektrostatické odlučovače
- Průmyslové tiskárny a štítkovače
- Certificates / Entitlements
- View all categories
-
-
- Kontakt
- 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
Zanechat komentář