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
High Power Density, High Performance X-Series 4500V IGBT Power Modules
High Power Density, High Performance X-Series 4500V IGBT Power Modules
Mitsubishi Electric has developed high performance 4500V IGBT power modules providing reliable solutions for medium voltage drive, railway and power transmission applications.
By Eugen Wiesner, Dr. Nils Soltau, Eugen Stumpf, Mitsubishi Electric Europe B. V. and Kenji Hatori, Hitoshi Uemura, Mitsubishi Electric Corporation
Introduction
Originally, Mitsubishi Electric started the development of the 4500V IGBTs in the middle of 90s. The first commercialization of standard IGBT modules in this voltage class was started in beginning of 2000s. It was a more efficient and compact solution compared to existing 4500V GTO press pack devices. Mainly this development was driven by railway and medium-voltage (MV) drive applications. Meanwhile, a wide variation of the 4500V IGBT modules is available, such as: dual diode modules, modules with copper and AlSiC base plate, modules with standard (VISO=6 kV) and high isolation packages (VISO=10.2 kV).
Targets of 4500V X-Series IGBT Modules
The newly developed 4500V X-Series is already the third series after H-Series and R-Series of MITSUBISHI ELECTRIC IGBT power modules. The line-up of the new X-Series is expanding the existing line-up towards higher power densities (refer Figure 1). The current rating of the large package (footprint: 190mm x 140mm) increases from 900A to 1350A. On the other hand, the 900A rated current also will be made available in smaller package size of 140mm x 130mm.
Figure 1: 4500V X-Series line-up expansion
The standard package type is still very important for different applications due to availability of second source from many IGBT device manufacturers and its proven reliability record in the field for many years. Furthermore, the upgrade or increase of the inverter output power is easily achievable by using the widely commercially available components in the market like heatsinks, gate drivers and bus bars.
The targets for 4500V X-Series device development have been defined based on feedback from customers. These were the following:
- Increasing current rating and module power density
- Reduction of module power losses
- Suitable for various applications having different switching frequency ranges
Six modules have been developed [1] to fulfill the above mentioned market requirements. The overview of the developed 4500V X-Series modules is shown in table 1.
Isolation voltage | Foot print | Type name |
---|---|---|
VISO 10.2 kV | 190mm x 140mm | CM1350HG-90X (VCCmax=3400V) CM1500HG-90X (VCCmax=3200V) |
130mm x 140mm | CM900HG-90X (VCCmax=3400V) CM1000HG-90X (VCCmax=3200V) |
|
VISO 6 kV | 190mm x 140mm | CM1350HC-90X (VCCmax=3400V) CM1500HC-90XA (VCCmax=3000V) |
Table 1: 4500V X-Series Line-up
Improving the Module Power Density
The most challenging requirement was increasing the module power density. The development target was achieved mainly by using the new 7th Gen. Chipset. The 7th Gen. IGBT chip, shown in Figure 2, contributes several significant cutting-edge features. The Carrier Stored Trench-gate Bipolar Transistor structure (CSTBT™) allows reduction of the IGBT forward voltage. The new LNFLR (Linearly- Narrowed Field Limiting Ring) chip termination structure allows for an increase in the active chip area and thereby a reduction of the thermal resistance. Finally, the partial P-Collector technology allows a special capability to manage a wide RBSOA.
Furthermore, the overall packaging technology of 4500V X-Series is improved for managing the increased power density. The optimized internal chip layout reduces the module thermal resistance and increases the power cycling capability. As a result, the junction-tocase thermal resistance was reduced by more than 20% compared to previous R-Series (CM1350HG-90X and CM1200HG-90R). The module performance has been proven and specified for a wide operation temperature range from -50°C to 150°C. The previous 4500V module generations were specified up to 125°C.
Figure 2: 4500V 7th Gen. Chip structure
Two different 7th Gen chip set are available, optimized for high and low switching frequency applications respectively. The X-Type chip set is designed for high switching frequency application (> 350Hz). The XA-type chip set achieves the lowest possible forward voltage for the IGBT and the diode. The intended switching frequency ranges from 100Hz to 350Hz. The trade-off between the forward voltage and reverse recovery switching energy for X- and XA- diode is shown in Figure 3.
Figure 3: Diode trade-off between X- and XA device type
Safe Operating Area (SOA) for Each Application
The DC-link voltage is one of the most important stress factors influencing the SOA of IGBT module. Some applications do not require high DC-link voltage. For such cases, the SOA and with it the permitted maximum current rating increase.
The 4500V X-Series device is designed to operate at a maximum DC-link voltage of 3400V. In this case, the module’s rated current is 1350A (CM1350HG-90X). If the required maximum DC-link voltage is reduced to 3200V, the rated current increase up to 1500A (CM1500HG-90X). Both modules have the same electrical characteristics but have different SOA specifications. Each device undergoes shipping tests according to the defined maximum DC-link voltage respectively.
Example of a 3-level NPC Inverter Application
One of the targeted applications for the 4500V modules is the medium voltage (MV) drive application. For these drives, the output voltage range is between 2.3kV and 13.2kV [2]. The most common voltage levels are: 3.3 kV, 4.16kV, 6kV and 6.6kV. For these output voltages, 3-level topology is widely used. For example, these voltages can be covered by devices such as the CM1500(1350)HG-90X (as shown in Table 2). For output voltage levels higher or equal than 4160V - series connection of 4500V modules becomes necessary.
Inverter output voltage VOUT [Vrms] | Total required inverter DCLink voltage VDC_link [V] | IGBT blocking voltage VCES IGBT [V] | IGBT Series connection | IGBT DC-Link voltage VCC_IGBT [V] |
---|---|---|---|---|
3300 | 4800 | 4500 (CM1500HG-90X) | No | 2400 |
4160 | 6200 | 4500 (CM1500HG-90X) | Yes | 1600 |
6000 | 8800 | 4500 (CM1500HG-90X) | Yes | 2200 |
6600 | 9600 | 4500 (CM1500HG-90X) | Yes | 2400 |
Table 2: Example for 4500V IGBT module based 3-level NPC configurations
Scalability towards lower power ranges can be realized with the CM900HG-90X device or the H- and R-Series modules. The following example shows the potential of the new X-Series compared to the first H-Series in terms of power loss reduction. For the VOUT=3300V output voltage, the necessary DC-Link voltage is about 4800V. In 3-level NPC-configurations, the IGBT module would experience the half the total DC-Link (2400V). In case the heatsink potential would be connected to the middle of the DC-Link the IGBT Module isolation voltage of 10.2 kV(rms) would be sufficient to cover in Table 2 mentioned inverter output voltages.
Figure 4: Comparison of the power loss simulation result using the H- and X-Series 190mm x 140mm modules.
Figure 4 shows the power loss simulation versus output current for CM900HG-90H H-Series device and CM1350HG-90X X-Series device. The simulation conditions are:
- Switching frequency fsw=0.5kHz
- Power factor p.f.=0.85
- Modulation index m=1
- Junction temperature TJ=125°C
There are two possibilities for utilizing the performance of new X-Series power modules. One possibility is a reduction of the IGBT module power losses. The power losses decrease by about 10% compared to the H-Series. The other possibility is increasing the inverter output current. The output current can be increased by about 25% compared to the H-Series. In addition, 150°C operation of X-series enables to increase even more output current than 125°C operation.
Conclusion
The newly developed 4500V X-Series enables significant increase in the inverter output power. Key enabling factors are an increased maximum junction temperature of 150°C, an improved thermal management and reduced power losses in the module. A large line-up and backward compatibility to H-Series and R-Series ensures a flexible converter design and an easy design-in. Furthermore, two different chip sets (X-type and XA-type) facilitates the optimal operation at required switching frequencies.
References
[1] Mitsubishi Electric Corporation, “Mitsubishi Electric to Expand Lineup of X-Series HVIGBT Modules,” Press Release No. 3094, May 2017
[2] Prof. Dr. M. Hiller, “Leistungselektronik mit Si-Bauelementen für die Mittelspannung”, Tagungsband des 1. Industriearbeitskreis Mittelspannungs-Leistungelektronik [Proceedings of the 1. Industry Working Group Medium-Voltage Power Electronics], Fraunhofer ISE, Berlin, Germany, 2016.
Leave a comment