trebuie să fii logat
-
întoarce-teX
-
Componente
-
-
Category
-
Semiconductori
- Diode
- Tiristoare
- Module izolate electric
- Punți redresoare
-
Tranzistori
- Tranzistoare | GeneSiC
- Module MOSFET SiC | Mitsubishi
- Module MOSFET SiC | STARPOWER
- Module ABB SiC MOSFET
- Module IGBT | MITSUBISHI
- Module tranzistor | MITSUBISHI
- Module MOSFET | MITSUBISHI
- Module tranzistor | ABB
- Module IGBT | POWEREX
- Module IGBT | INFINEON (EUPEC)
- Elemente semiconductoare - Carbură de siliciu (SiC)
- Accesați subcategoria
- Drivere
- Blocuri de alimentare
- Accesați subcategoria
-
Traductoare electrice
-
Traductoare de curent
- Traductoare de curent in spiră închisă (C/L)
- Traductoare de curent in spiră deschisă (O/L)
- Traductor de curent alimentat cu tensiune unipolară
- Traductoare de curent Eta
- Traductoare de curent de înaltă precizie seria LF xx10
- Traductoare de curent seria LH
- Traductoare de curent seria HOYS și HOYL
- Traductoare de curent SMD, seria GO-SME și GO-SMS
- traductoare de curent AUTOMOTIVE
- Accesați subcategoria
-
Traductoare de tensiune | LEM
- Traductoare de tensiune seria LV
- Traductoare de tensiune seria DVL
- Traductoare de tensiune precise, cu un miez magnetic dublu seria CV
- Traductor de tensiune pentru tracţiune DV 4200/SP4
- Traductoare de tensiune seria DVM
- Traductoare de tensiune seria DVC 1000-P
- Traductoare de tensiune - seria DVC 1000
- Accesați subcategoria
- Traductoare de curent de precizie | LEM
- Accesați subcategoria
-
Traductoare de curent
-
Componente pasive (condensatori, rezistențe, siguranțe, filtre)
- Rezistori
-
Siguranţe
- Siguranţe de dimensiuni mici pentru sistemele electronice - seria ABC şi AGC
- Siguranțe tubulare cu acționare rapidă
- Siguranțe cu timp de întarziere pentru caracteristicile GL/GG și AM
- Siguranţe ultrarapide
- Siguranțe cu acționare rapidă la standarde din Marea Britanie și America
- Siguranțe cu acționare rapidă la standarde europene
- Siguranțe de tracțiune
- Siguranțe de înaltă tensiune
- Accesați subcategoria
-
Condensatori
- Condensatoare pentru motoare
- Condensatori electrolitici
- Condensatori snubbers
- Condensatori de putere
- Condensatoare pentru circuite de curent continuu DC
- Condensatoare de putere reactivă
- Condensatoare de înaltă tensiune
- Condensatoare pentru încălzirea prin inducţie
- Condensatoare de impuls
- Condensatoare DC LINK
- Condensatoare pentru circuite AC/DC
- Accesați subcategoria
- Filtre EMI
- Supercapacitori
-
Protecție la supratensiune
- Protecție la supratensiune pentru aplicații coaxiale
- Protecție la supratensiune pentru sistemele de supraveghere video
- Protecție la supratensiune pentru cablurile de alimentare
- Limitatoare pentru LED-uri
- Limitatoare de supraveghere pentru panourile solare
- Protecția sistemului de cântărire
- Protecție la supratensiune pentru Fieldbus
- Accesați subcategoria
- Accesați subcategoria
-
Relee şi contactoare
- Teoria releelor și a contactoarelor
- Relee semiconductoare AC 3-faze
- Relee semiconductoare DC
- Controlere, sisteme de control si accesorii
- Soft start si relee reversibile
- Relee electromecanice
- Contactoare
- Întrerupătoare rotative
-
Relee semiconductoare AC monofazate
- Relee semiconductoare cu o singură fază, seria 1 D2425 | D2450
- Relee în stare solidă monofazate, seria CWA și CWD
- Relee în stare solidă monofazate, seria CMRA I CMRD
- Relee semiconductoare monofazate, seria PS
- Relee semiconductoare duble și quad, AC seria D24 D, TD24 Q, H12D48 D
- Relee monofazate serie gn
- Relee cu stare monofazată din seria Ckr
- Relee de curent alternativ monofazate pentru SERIA ERDA ȘI ERAA
- Relee monofazate 150A AC
- Relee duble semiconductoare integrate cu o radiator din șină DIN
- Accesați subcategoria
- Relee semiconductoare monofazate pentru PCB de curent alternativ
- Relee de interfaţă
- Accesați subcategoria
- Componente inductive
- Radiatoare, varistoare, protectie termica
- Ventilatoare
- Aer condiţionat, accesorii carcase industriale, Instalatii de racire
-
Baterii, încărcătoare, surse de alimentare tampon și invertoare
- Acumulatoare, încărcătoare - descriere teoretică
- Baterii cu ioni de litiu. Baterii standard. Sistem de gestionare a bateriei (BMS)
- Acumulatoare
- Încărcătoare de baterii și accesorii
- Surse de alimentare UPS și tampon
- Convertoare și accesorii pentru panouri fotovoltaice
- Stocare a energiei
- Celule de combustibil
- Baterii cu ioni de litiu
- Accesați subcategoria
-
Automatizări
- Futaba Drone Parts
- Limita de switch-uri, switch-uri micro
- Traductoare de senzori
- Pirometre
- Contoare, Relee, Indicatoare de panou
- Dispozitive de protecție industriale
- Semnalizări luminoase şi acustice
- Camera de imagistică termică
- Afișaj LED
- Echipamente de control
-
Dispozitive de înregistrare
- Înregistrator temparatură cu bandă şi indicatoare digitale de înregistrare - AL3000
- Microprocesoare, înregistrator cu ecran LCD seria KR2000
- Înregistrator KR5000
- Contorul cu funcţia de înregistrare de umiditate şi temperatură HN-CH
- Materiale consumabile pentru Înregistratoare
- Compact înregistrator grafic 71VR1
- Înregistrator KR 3000
- Înregistrator PC seria R1M
- Înregistrator PC seria R2M
- Înregistrator PC, 12 intrări izolate - RZMS
- Înregistrator PC, USB, 12 intrări izolate - RZUS
- Accesați subcategoria
- Accesați subcategoria
-
Cabluri, fire Litz, furtunuri din material plastic, conexiuni flexibile
- Fire
- Fire Litz
-
Cabluri pentru aplicaţii extreme
- Cabluri de extensie şi compensare
- Cabluri de Thermocouple
- Cabluri de conectare pentru senzori PT
- Conductor multiplu cu fire de la temp. -60C la +1400C
- Cabluri de medie tensiune
- Fire de aprindere
- Cabluri de încalzire
- Conductor singur pt. cabluri cu temp. -60C la +450C
- Cabluri pentru calea ferată
- Cabluri de încălzire Ex
- Accesați subcategoria
- Tuburi de protecție
-
Cabluri împletite
- Cabluri plate - împletite
- Cabluri - panglica rotund
- Cabluri - panglică-plat foarte flexibil
- Cabluri panglică-rotund foarte flexibil
- Împletituri de cupru cilindrice
- Împletituri de cupru cilindrice cu protecţie
- Conexiuni flexibile de împământare
- Împletituri cilindrice din oțel galvanizat inoxidabil
- Împletituri de cupru izolate PCV - temperatura până la 85 C
- Împletituri plate din aluminiu
- Set de joncţiune - tuburi și împletituri
- Accesați subcategoria
- Echipamente de tracțiune
- Terminale pentru cablu
- Bare flexibile izolate pentru autobuz
- Bare flexibile multistrat de autobuz
- Sisteme de cablare (PESZLE)
- Furtunuri
- Accesați subcategoria
- Vezi toate categoriile
-
Semiconductori
-
-
- Furnizori
-
Aplicații
- Automatizare HVAC
- Automatizare industriala
- Automatizare industriala
- Componente pentru atmosfere potențial explozive (EX)
- Dispozitive industriale de protecție
- Echipamente pentru dulapuri de distribuție, control și telecomunicații
- Energy bank
- Încălzire prin inducție
- Mașini de sudat și mașini de sudat
- Mașini pentru termoformarea materialelor plastice
- Mașini pentru uscarea și prelucrarea lemnului
- Mașini-unelte CNC
- Măsurarea și reglarea temperaturii
- Măsurarea și reglarea temperaturii
- Minerit, metalurgie și fondare
- Motoare și transformatoare
- Surse de alimentare (UPS) și sisteme de redresare
- Tipărire
- Tracțiune de tramvai și cale ferată
- Unități de curent alternativ și continuu (invertoare)
-
Instalare
-
-
Montaż urządzeń
- Instalarea dulapurilor
- Proiectarea și asamblarea dulapurilor
- Instalarea sistemelor de alimentare
- Componente
- Mașini construite la comandă
- Activitate de cercetare și dezvoltare în cercetare și dezvoltare
-
Testere industriale
- Testere semiconductoare de putere
- Testere aparate electrice
- Testare varistor și a suprasarcinilor
- Tester pentru testarea siguranțelor auto
- Tester Qrr pentru măsurarea încărcăturii tranzitorilor în tiristoare și diode de putere
- Tester cu rotor seria FD
- Testere de audit al dispozitivelor cu curent rezidual
- Tester de calibrare a releului
- Tester de viziune a tijelor cu piston cu arc de gaz
- Conector tiristor de înaltă tensiune
- Tester de rupere a ochiurilor de plasă
- Accesați subcategoria
- Vezi toate categoriile
-
-
-
Inductori
-
-
Modernizacja induktorów
- Repararea inductorilor de ocazie
- Modernizarea inductorilor
-
Producția de noi inductoare
- Întărirea arborilor cotiți
- Întărirea lamelor de ferăstrău
- Elemente de încălzire înainte de lipire
- Întărirea căilor de rulare ale rulmenților butucului roții auto
- Întărirea componentelor transmisiei de acționare
- Întărirea arborilor în trepte
- Încălzirea în articulații de contracție
- Întărirea scanării
- Lipire moale
- Încălzitoare de sârmă
- Accesați subcategoria
- Bază de cunoștințe
- Vezi toate categoriile
-
-
-
Dispozitive de inducție
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Generatoare pentru încălzirea prin inducție
-
Generatoare de încălzire cu inducție Ambrell
- Generatoare: putere 500 W, frecvență 150-400 kHz
- Generatoare: putere 1,2 - 2,4 kW, frecvență 150 - 400 kHz
- Generatoare: putere 4,2 - 10 kW, frecvență 150 - 400 kHz
- Generatoare: putere 10 - 15 kW, frecvență 50 - 150 kHz
- Generatoare: putere 30-45 kW, frecvență 50-150 kHz
- Generatoare: putere 65-135 kW, frecvență 50-150 kHz
- Generatoare: putere 180-270 kW, frecvență 50-150 kHz
- Generatoare: putere 20-35-50 kW, frecvență 15-45 kHz
- Generatoare: putere 75-150 kW, frecvență 15-45 kHz
- Generatoare: putere 200-500 kW, frecvență 15-45 kHz
- Generatoare: putere 20-50 kW, frecvență 5-15 kHz
- Accesați subcategoria
- Generatoare de încălzire cu inducție Denki Kogyo
-
Generatoare de încălzire cu inducție JKZ
- Mașina de încălzire cu inducție cu frecvență înaltă a seriei CX
- Mașină de încălzire cu inducție cu frecvență supersonică Seria SWS
- Mașină de încălzire prin inducție cu frecvență medie seria MFS
- Cuptor de topire cu inducție de frecvență medie
- Generatoare din seria UHT, frecvență: 200-400kHz, putere: 10-160kW
- Accesați subcategoria
- Generatoare de lămpi pentru încălzirea prin inducție
- Generatoare de încălzire cu inducție Himmelwerk
- Accesați subcategoria
-
Generatoare de încălzire cu inducție Ambrell
- Reparații și modernizări
- Periferice
-
Aplicații
- Aplicații medicale
- Aplicații pentru industria auto
- Lipire moale
- Brazare
- Brazare Aluminiu
- Sudura cu scule magnetice din oțel inoxidabil
- Sigilare știfturi
- Brazare într-o atmosferă de protecție
- Lipirea capacelor radiatoarelor din alamă și oțel
- Lipirea carburilor sinterizate
- Lipirea vârfului de cupru și a firului
- Accesați subcategoria
- Bază de cunoștințe
- Vezi toate categoriile
-
Generatoare pentru încălzirea prin inducție
-
-
-
Serviciu
-
-
asd
- Service de răcitoare de apă industriale și aparate de aer condiționat
- Reparatii si modernizari masini
-
Repararea dispozitivelor electronice industriale
- Serviciu de invertoare, servomotori și regulatoare de curent continuu
- Serviciu de invertoare fotovoltaice
- Serviciu de redresoare galvanizate FLEXKRAFT
- Oferta de reparare a echipamentelor
- Lista dispozitivelor reparate
- Repararea mașinilor pentru folii de bancnote
- Reglementări pentru repararea dispozitivelor
- Accesați subcategoria
- Surse de alimentare de înaltă tensiune pentru precipitatorii electrostatici
- Imprimante industriale și etichete
- Certificate / Permisiuni
- Vezi toate categoriile
-
-
- Kontakt
- Zobacz wszystkie kategorie
The Next Generation of High Power IGBT Module
The Next Generation of High Power IGBT Modules
LV100 dla przekształtników wiatrowych, falowników fotowoltaicznych i napędów silników
High power applications in the fields such as renewable energy and industrial drives require reliable and scalable power modules with high power density and low stray inductances. In order to fulfill these requirements, the concept of the well-known and successful HVIGBT LV100 package has been transferred and adapted to the needs of renewable and industrial applications.
By Thomas Radke and Narender Lakshmanan, Mitsubishi Electric Europe B.V
LV100 Concept
Applications like wind energy converters, central photovoltaic inverters and industrial drives require power modules with the highest power density, high reliability, and scalable power ranges with a standardized outline in the voltage classes of 1200V and 1700V. To fulfill such requirements, the LV100 power module is based on same outline and internal layout concept as the well-known HVIGBT LV100 module. This concept is convincing because it is based on a standardized package outline while also capable of delivering the highest power density, scalability by easy paralleling, low stray inductance, capability to operate with fast switching devices like SiC MOSFETs and having excellent current sharing balance. In combination with the latest 7th generation IGBT and Diode efficient chips and the thermal cycle failure free SLC-package-technology, the LV100 module provide the best overall performance. In the 1700V, a current rating of 1200A has been realized which represents an outstanding current density considering the compact package footprint of only 144x100mm2.
Figure 1: New LV100 Power Module for industrial application
LV100 Internal Layout
In high power IGBT modules, multiple chips are connected in a parallel configuration because IGBT chips sizes are limited and usually the rating maximum current is in a range of ~200A for IGBT chips with blocking voltages of 1200V or 1700V. Therefore, for the realization of an IGBT module with a current rating of 1200A or more, paralleling of at least six or more IGBT chips is required. While designing the layout, the current balancing between the chips connected in parallel has to be considered. Equally shared chip currents are required for achieving homogeneous loss and heat distribution. A non-homogeneous current distribution causes a certain chip to carry the highest current and this chip will experience the highest temperature which ultimately limits the performance and life-time of the total system. The parasitic impedances of the connection to the individual chips significantly influence the current sharing between the chips operated in parallel. In case the parasitic inductances are not equally designed for all chips, a dynamic current imbalance during IGBT switching will occur. The module terminal arrangements and the chip positions are the major influencing factors for the parasitic impedances. To realize an equal impedance, the distances from the power terminals to all the chips have to be ideally the same. This can be achieved by optimizing the terminal and chip arrangement so that it is perpendicular to
Figure 2: LV100 product line-up plan
the current flow as shown in figure 3 [6]. In the ideal module concept, the commutation (indicated by the blue and red arrows) is only in Y-direction whereas the terminals and chips are orientated perpendicular in x-direction.
By this approach, equal parasitic impedances are achievable. This ideal concept was considered in the development of the LV100 layout and a homogenous current sharing, as shown in the simulation result in figure 4 was realized. The conventional modules available today in the field of high power industrial drives or converters for renewable energy usually have a terminal arrangement which is parallel to the chip arrangement and current flow. As a result of this conventional design, equal parasitic impedances was not be realizable and the resulting imbalance in the current sharing was an accepted feature of the conventional modules. For events such as load short circuits, due to the absence of the inductive coupling in the laminated busbars, the impact of the unequal stray inductances between different chips becomes significant for such conventional modules.
In case of fast switching semiconductor devices with high di/dt, the differences in parasitic stray inductances between the chips will influence the current sharing enormously. Therefore, if an inverter designer considers changing to SiC devices in future, the LV100 package is the right choice since the layout concept is ready for SiC [8]. As result, a potential future change from Si-IGBT to SiC-MOSFET [9] devices is feasible with less changes and redesign efforts.
Figure 3: Comparison of power module layout concepts
Figure 4: Simulation result of current sharing at turn-on event in LV100 package concept.
Thermal cycle failure free package
IGBT modules in high power industrial drive applications experience thermal cycling [1] in case of fluctuating (or non-continuous) loads. Wind power converters are usually liquid-cooled with the cooler having a thermal time constant of a couple of seconds. As a result, the IGBT case temperature will respond rapidly to a temperature swing by changing of load conditions. That means on days with fluctuating wind conditions the IGBT module baseplate will experience many thermal cycles. Also photovoltaic inverters experience at minimum one huge thermal cycle per day. Considering an inverter life-time of 25 years, the IGBT module have to be capable to resist several thousand thermal cycles. The thermal cycle capability of conventional industrial IGBT modules with conventional package structure (with several pieces of ceramicling substrates solder to copper baseplates), is limited. Hence thermal cycles have to be considered as lifetime limiting parameter during the converter design. To eliminate thermal cycling as lifetime limiting parameter, the SLC-Technology [2] [3] has been selected for the LV100 development for industrial application. As shown in figure 5, the conventional power module package structure is replaced by an IMB (Insulated Metal Baseplate) in combination with a direct potting resin. The thermal expansion coefficient of the insulator and the potting resin are matched with each other [4] (considering the thermal expansion of copper base- and pattern-layer. Due to this matching thermal expansion and the elimination of system solder layer, a thermal cycling failure free package structure has been realized [5].
Figure 5: SLC-Technology and thermal cycle test result
7th gen 1700V IGBT chip-set
The 7th gen IGBT and diode chips possess an optimized structure and are thinner than its predecessors. Additionally, the devices have been designed by selecting an appropriate trade-off between the DC performance and the switching performance [5]. The inverter losses under typical application conditions for high power converters has been performed by Mitsubishi Electric Melcosim [7] simulation software. In figure 6 the result and comparison of 1200A/1700V LV100 vs a conventional 1400A/1700V module from company A. It is noticeable that for a switching frequency of 500Hz the total losses are comparable. However due to the appropriately selected trade-off in combination with the optimized chip structure, the diodes and the IGBTs indicate switching losses are significantly reduced. The result is that for switching frequencies higher than 500Hz, the LV100 has significantly higher efficiency. For example, at a switching frequency
Figure 6: Power loss comparison of 7th gen. IGBT chip in LV100 1200A/1700V module vs. Company A 1400A/1700V conventional module.
of 5kHz the loss reduction is 39%. This loss reduction contributes to reduce the cost of total inverter by reducing efforts for cooling and enabling to achieve higher power density of the system.
Conclusion
A new high power IGBT module (LV100 for industrial) is under development, which has been optimized for the requirements of high power applications in the field of renewable energy converters, and industrial drives. The outline of the module housing is same as HVIGBT LV100 and in line with the new market defacto standard. The SLC-packagetechnology is thermal cycling failure free and improves the reliability of the system. The 7th gen IGBT chip technology provides a significant reduction of switching losses and is beneficial considering a switching frequency from 500Hz onwards. The internal layout has a minimized stray inductance and ensures a homogenous current sharing between the chips. Therefore, it is feasible to use this layout with fast switching semiconductor.
References
[1] “Power Module Reliabilty” Mitsubishi Electric Application note www.mitsubishielectric.com/semiconductors/products/pdf/ reliability/0512_e.pdf
[2] T. Takahashi, et al: “A 1700V-IGBT module and IPM with new insulated metal baseplate (IMB) featuring enhanced isolation properties and thermal conductivity”, PCIM Europe 2016
[3] S. Asada, et al: “Resin Encapsulation Combined with Insulated Metal Baseplate for Improving Power Module Reliability”, PCIM Europe 2016,
[4] J. Yamada, et al: ”Pumping out failure free package structure”, PCIM Europe 2016,
[5] Thomas Radke et. al., “More Power and Higher Reliability by 7th Gen. IGBT Module with New SLC-Technology”, Bodo’s Power Systems June 2015
[5] M. Miyazawa, et al: “Mitsubishi 7th generation 1700 V IGBT Modules: Loss Reduction and Excellent System Performance”, Bodo’s Power Systems March 2018
[6] Georg Borghoff, “Implementation of low inductive strip line concept for symmetric switching in a new high power module”, PCIM Europe 2013, p. 185
[7] Melcosim simulation software for Mitsubishi Electric power modules http://www.mitsubishielectric.com/semiconductors/simulator/ index.html
[8] N. Soltau, et al: “3.3 kV Full SiC MOSFETs - Towards High-Performance Traction Inverters,” Bodo’s Power Systems, pp. 22-24, Jan. 2018
[9] N. Soltau, et al: “Switching Performance of 750A/3300V Dual SiCModules”, Bodo’s Power Systems, pp. 26-28, Feb. 2019
Leave a comment