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
New 800A/1200V Full SiC Module
![New 800A/1200V Full SiC Module New 800A/1200V Full SiC Module](https://www.dacpol.eu/modules/ybc_blog/views/img/bg-grey.png)
New 800A/1200V Full SiC Module
By using SiC-based semiconductors the performance of power electronic systems can be drastically improved.
By Eckhard Thal, Koichi Masuda and Eugen Wiesner, Mitsubishi Electric Europe B.V., Ratingen, Germany
The evolution of SiC technology in power modules and its principle loss reduction potential are shown in Figure 1. Mitsubishi has developed two new full SiC module types with 800A and 1200A rated currents and 1200V rated voltage [1]; [2]. This article is describing the 800A module.
![Evolution of SiC technology in power modules](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure1.png)
Figure 1: Evolution of SiC technology in power modules
Package outline and circuit diagram
The appearance of new 800A/1200V full SiC module (type name: FMF800DX-24A) and its internal circuit diagram are shown in Figure 2. The module contains 2 x 400A half bridge configurations. By externally paralleling the main P-, N- and AC-terminals an 800A/1200V 2in1 configuration is formed. By this paralleling approach the internal package inductance LS has been decreased to less than 10nH, which is important for limiting the overvoltage spikes at chip level due to high di/dt at switching of SiC-MOSFET.
![FMF800DX-24A package outline and internal circuit](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure2.png)
Figure 2: FMF800DX-24A package outline and internal circuit
The baseplate dimension of FMF800DX-24A is 62mm x 121mm. Thus the module size of new 800A/1200V full SiC module is about 1/2 compared with conventional Si-based IGBT modules having the same current rating, see Figure 3.
![Footprint comparison](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure3.png)
Figure 3: Footprint comparison
For monitoring the baseplate temperature TC a NTC-sensor located close to the MOSFET/FWDi chips is incorporated into the module. For short circuit and overcurrent protection MOSFET-chips with on-chip current sensing are used in one of the half bridge configurations (see Figure 2).
Main module parameters
The main parameters of 800A full SiC module are shown in Table 1.
The values of VDS, RDS(on) and VSD are given on chip level.
Symbol | Parameter | FMF800DX-24A |
---|---|---|
VDSX | Drain-source voltage (at VGS=-15V) | 1200V (max) |
ID | Drain current | 800A |
ID(max) | Max. drain current (pulse) | 1600A |
TJ(max) | Max. junction temperature | 150°C |
VDS(on) | Drain-source On-voltage @ ID; TJ=150°C | 2,4V (typ) |
RDS(on) | Drain-source On-resistance @ ID; TJ=150°C | 3,0mΩ (typ) |
VSD | Source-drain voltage @ -ID; TJ=150°C | 2,2V (typ) |
VGS(+) | Gate-source On-voltage | 13,5V…16,5V |
VGS(-) | Gate-source Off-voltage | -9V…-16,5V |
Rth(j-c)Q | MOSFET thermal resistance | 42 K/kW |
Rth(j-c)D | FWDi thermal resistance | 61 K/kW |
Table 1: Main FMF800DX-24A parameters
Switching characteristics
Typical turn-on and turn-off switching waveforms at VCC=800V; TJ=150°C; RG(on)=RG(off)=5Ω are shown in Figure 4 and 5 for different drain currents ID=140A…1400A.
![Turn-on/off waveforms](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure4.png)
Figure 4: Turn-on waveforms / Figure 5: Turn-off waveforms
For limiting the turn-off overvoltage spike a cross-snubber capacitor of CS=6μF was connected between P- an N-terminals. The dependency of switching speed di/dt on drain current ID is shown in Figure 6 and 7 for different junction temperatures TJ=25°C; 75°C; 125°C; 150°C and different DC-link voltages VCC=600V; 800V.
![Turn-on/off di/dt versus ID](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure6.png)
Figure 6: Turn-on di/dt versus ID / Figure 7: Turn-off di/dt versus ID
Two comments can be derived from Figure 6 and 7:
- The current slopes at turn–on and turn-off don’t show a strong dependency on chip temperature TJ and DC-link voltage VCC. This behavior differs from today’s IGBT-modules.
- The maximum di/dt at turning-off ID=1400A was about 13A/ns, which is quite similar to the switching speed known from today’s high current 1200V IGBT-modules.
Loss comparison with Si-based IGBT modules
The typical forward characteristics of new 800A full SiC module and existing 800A Si-based IGBT module are compared in Figure 8.
![Forward characteristics](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure8.png)
Figure 8: Forward characteristics
The comparison of switching energies in Figure 9 is indicating a key benefit of SiC technology: the switching losses can be drastically reduced compared with Si-based IGBT modules.
![Switching energy comparison](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure9.png)
Figure 9: Switching energy comparison
This benefit can be seen in the power loss simulation results per Transistor/ FWDi-pair in inverter operation for two different PWM frequencies 15kHz and 30kHz and the corresponding temperature rise ΔT(j-c) in Figure 10 and Figure 11.
The total power loss can be drastically reduced (by 71% for 15kHz and 76% for 30kHz ) when full SiC-module is used. This loss reduction is mainly due to reduced switching loss. Conclusion: full SiC modules are very well suited for applications requiring high switching frequencies, where conventional Si-IGBT modules are reaching their thermal limit.
![Loss and ΔT(j-c) simulation at fc=15kHz; VCC=600V; IO=400A(peak); PF=0,8; M=1,0](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure10.png)
Figure 10: Loss and ΔT(j-c) simulation at fc=15kHz; VCC=600V; IO=400A(peak); PF=0,8; M=1,0
![Loss and ΔT(j-c) simulation at fc=30kHz; VCC=600V; IO=400A(peak); PF=0,8; M=1,0](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure11.png)
Figure 11: Loss and ΔT(j-c) simulation at fc=30kHz; VCC=600V; IO=400A(peak); PF=0,8; M=1,0
Gate Driver with SC-protection
The new 800A/1200V full SiC-Module can withstand a short circuit current for a limited time of tSC(max)=2,5μs. This limit is given in the SCSOA specification.
For conventional Si-IGBT modules typically a short circuit capability of tSC(max)=10μs is specified. In such conventional IGBT drivers a blanking time between desat-detection and SC-turn-off of typically to=1 3μs is installed, which is sufficient to ensure both: no false SC protection tripping and safe SC-turn-off.
Considering the relatively short tSC(max)=2,5μs specified for the new 800A/1200V full SiC-module another SC-protection method is proposed, known as RTC (Real Time Current Control). For this purpose one p-side and one n-side SiC MOSFET chip are equipped with a current sense electrode (refer to Figure 2). The equivalent circuit and the external view of this SiC MOSFET chip are shown in Figure 12.
![SiC MOSFET chip with current sense terminal](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure12.png)
Figure 12: SiC MOSFET chip with current sense terminal
The functional block diagram of a dedicated gate driver for FMF800DX-24A using the proposed RTC protection is given in Figure 13. The measured short circuit waveforms during RTC operation are shown in Figure 14.
![Principle of SC-protection by RTC](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure13.png)
Figure 13: Principle of SC-protection by RTC
![SC-waveforms during RTC-operation](https://www.dacpol.eu/img/cms/Baza%20Wiedzy/Mitsubishi/29/Figure14.png)
Figure 14: SC-waveforms during RTC-operation
During SC-turn-off operation by RTC four modes can be distinguished. In mode ① the main current ID is increasing until the voltage Vs across the shunt resistance is reaching a defined trip level. After reaching this trip level the mode ② starts: the transistor T is turned on and the Gate-Source voltage is reduced from +15V to about +7V resulting in a decreased SC-saturation current. Due to this SC-current reduction the allowable short circuit time is increased again to the well-known from IGBT drivers tsc(max)=10μs. Means from now on the conventional IGBT gate driver timing can be applied. During phase ③ the gate driver transistor Tron is switched off and VGS becomes Zero thus causing a soft turn-off of the short circuit current. In the final phase ④ the driver transistor Troff is turned on thus applying a negative VGS to the SiC MOSFET in off-state.
Summary and outlook
This paper is describing a new 800A/1200V full SiC dual module. Its type name is FMF800DX-24A. Compared with conventional Si-based IGBT modules the following unique points are confirmed:
- Module size reduced by 50%
- Switching loss (Esw=Eon + Eoff + Err) reduced by 75%
- Reliable SC-protection by RTC
Based on these features the new 800A/1200V full SiC module provides an interesting alternative to conventional IGBT modules in power electronic systems up to several 100kW, especially if one of the following system characteristics is of specific importance:
- Compact equipment size/high power density
- High efficiency
- High switching frequency (beyond the today’s limit reachable with IGBT modules)
References
[1]Press release No.2687 “Mitsubishi Electric to begin shipment of Silicon Carbide Power Modules Samples”, Tokyo, July 9, 2012
[2] Press release No.2733 “Mitsubishi Electric develops Large capacity SiC Power Module Technologies” Tokyo, February 14, 2013
Související příspěvky
![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)
Zanechat komentář