-
вернутьсяX
-
Компоненты
-
-
Category
-
Полупроводниковые приборы
- Диоды
- Тиристоры
-
Электро-изолированные модули
- Электроизолированные модули | ВИШАЙ (ИК)
- Электроизолированные модули | INFINEON (EUPEC)
- Электроизолированные модули | Семикрон
- Электроизолированные модули | POWEREX
- Электроизолированные модули | IXYS
- Электроизолированные модули | ПОЗЕЙКО
- Электроизолированные модули | ABB
- Электроизолированные модули | TECHSEM
- Перейти в подкатегорию
- Выпрямительные мостики
-
Транзисторы
- Транзисторы | GeneSiC
- Модули SiC MOSFET | Mitsubishi
- Модули SiC MOSFET | STARPOWER
- Модули ABB SiC MOSFET
- Модули IGBT | МИЦУБИСИ
- Транзисторные модули | MITSUBISHI
- Модули MOSFET | МИЦУБИСИ
- Транзисторные модули | ABB
- Модули IGBT | POWEREX
- Модули IGBT | INFINEON (EUPEC)
- Полупроводниковые элементы из карбида кремния (SiC)
- Перейти в подкатегорию
- Драйвера
- Блоки мощности
- Перейти в подкатегорию
-
Электрические преобразователи
-
Преобразователи тока / датчики тока ф. LEM
- Преобразователи тока с замкнутой петлей обратной связи (C/L) ф. LEM
- Преобразователи тока с открытой петлей обратной связи (O/L) ф. LEM
- Преобразователи тока с униполярным питанием ф. LEM
- Преобразователи в технологии Eta ф. LEM
- Датчики тока высокой точностью серии LF xx10
- Датчики тока серии LH
- HOYS i HOYL – предназначен для монтажа непосредственно на токопроводящей шине
- Преобразователи тока в технологии SMD, серии GO-SME и GO-SMS
- АВТОМОБИЛЬНЫЕ преобразователи тока
- Перейти в подкатегорию
-
Преобразователи напряжения | LEM
- Преобразователи напряжения серии LV
- Преобразователи напряжения серии DVL
- Прецизионные преобразователи напряжения с двойным магнитным сердечником серии CV
- Тяговый преобразователь напряжения DV 4200/SP4
- Преобразователи напряжения серии DVM
- Преобразователь напряжения DVC 1000-P
- Преобразователь напряжения DVC 1000
- Перейти в подкатегорию
- Прецизионные датчики тока
- Перейти в подкатегорию
-
Преобразователи тока / датчики тока ф. LEM
-
Пассивные компоненты (конденсаторы, резисторы, предохранители, фильтры)
- Резисторы
-
Предохранители
- Миниатюрные предохранители для электронных плат серии ABC и AGC
- Быстрые трубчатые предохранители
- Медленные вставки с характеристиками GL/GG и AM
- Ультрабыстрые плавкие вставки
- Быстрые предохранители английский и американский стандарт
- Быстрые предохранители европейский стандарт
- Тяговые предохранители
- Высоковольтные предохранительные вставки
- Перейти в подкатегорию
-
Конденсаторы
- Конденсаторы для электромоторов
- Электролитические конденсаторы
- Конденсаторы типа snubbers
- Конденсаторы мощности
- Конденсаторы для цепей DC
- Конденсаторы для компенсации пассивной мощности
- Высоковольтные конденсаторы
- Конденсаторы большой мощности для индукционного нагрева
- Импульсные конденсаторы
- Конденсаторы звена постоянного тока
- Конденсаторы для цепей переменного/постоянного тока
- Перейти в подкатегорию
- Противопомеховые фильтры
- Ионисторы
-
Защита от перенапряжения
- Ограничители перенапряжения для приложений RF
- Ограничители перенапряжения для систем технического зрения
- Ограничители перенапряжения для линий электропередач
- Ограничители перенапряжения для светодиодов
- Ограничители перенапряжения для фотовольтаики
- Ограничители перенапряжения для систем взвешивания
- Ограничители перенапряжения для Fieldbus
- Перейти в подкатегорию
- Перейти в подкатегорию
-
Реле и контакторы
- Теория реле и контакторы
- Полупроводниковые реле AC 3-фазные
- Полупроводниковые реле DC
- Контроллеры, системы управления и аксессуары
- Системы плавного пуска и реверсивные контакторы
- Электро-механические реле
- Контакторы
- Оборотные переключатели
-
Полупроводниковые реле AC 1-фазные
- РЕЛЕ AC 1-ФАЗНЫЕ СЕРИИ 1 D2425 | D2450
- Однофазное реле AC серии CWA и CWD
- Однофазное реле AC серии CMRA и CMRD
- Однофазное реле AC серии PS
- Реле AC двойное и четверное серии D24 D, TD24 Q, H12D48 D
- Однофазные твердотельные реле серии gn
- Однофазные полупроводниковые реле переменного тока серии ckr
- Однофазные реле переменного тока ERDA И ERAA SERIES для DIN-рейки
- Однофазные реле переменного тока на ток 150А
- Двойные твердотельные реле, интегрированные с радиатором для DIN-рейки
- Перейти в подкатегорию
- Полупроводниковые реле AC 1-фазные для печати
- Интерфейсные реле
- Перейти в подкатегорию
- Индукционные компоненты
- Радиаторы, варисторы, термическая защита
- Вентиляторы
- Кондиционеры, оборудование для шкафов, охладители
-
Аккумуляторы, зарядные устройства, буферные источники питания и инверторы
- Аккумуляторы, зарядные устройства - теоретическое описание
- Модульные литий-ионные аккумуляторы, пользовательские батареи, Система управления батареями (BMS)
- Аккумуляторы
- Зарядные устройства и аксессуары
- Резервный источник питания ИБП и буферные источники питания
- Преобразователи и аксессуары для фотовольтаики
- Хранилище энергии
- Топливные элементы
- Литий-ионные аккумуляторы
- Перейти в подкатегорию
-
Автоматика
- Futaba Drone Parts
- Концевые выключатели, Микровыключатели
- Датчики Преобразователи
- Пирометры
- Счетчики, Реле времени, Панельные измерительные приборы
- Промышленные защитные устройства
- Световые и звуковые сигнальные установки
- Термокамеры, Тепловизоры
- LED-экраны
- Управляющая аппаратура
-
Регистраторы
- Регистраторы температуры с записью на ленту и с цифровым показателем - AL3000ym - AL3000
- Микропроцесорные регистраторы с экраном LCD серия KR2000
- Регистратор KR5000
- Измеритель с функцией регистрации влажности и температуры HN-CH
- Эксплуатационные материалы для регистраторов
- Компактный графический регистратор 71VR1
- Регистратор KR 3000
- Регистратор PC серии R1M
- Регистратор PC серии R2M
- Регистратор PC, USB, 12 изолированных входов – RZMS
- Регистратор PC, USB, 12 изолированных входов – RZUS
- Перейти в подкатегорию
- Перейти в подкатегорию
-
Провода, литцендрат, гофрированные рукава, гибкие соединения
- Провода
- Многожильные провода (Lica)
-
Кабели и провода для специальных применений
- Удлинительные и компенсационные провода
- Провода для термопар
- Присоединительные провода для датчиков PT
- Многожильные провода темп. от -60C до +1400C
- Провода среднего напряжения
- Провода зажигания
- Нагревательные провода
- Одножильные провода темп. от -60C до +450C
- Железнодородные провода
- Нагревательные провода в Ex
- Перейти в подкатегорию
- Оболочки
-
Плетеные кабели
- Плоские плетеные кабели
- Круглые плетеные кабели
- Очень гибкие плетеные кабели - плоские
- Очень гибкие плетеные кабели - круглые
- Медные цилиндрические плетеные кабели
- Медные цилиндрические плетеные кабели и кожуха
- Гибкие заземляющие ленты
- Цилиндрические плетеные провода из луженой и нержавеющей стали
- Медные изолированные плетеные провода PCV - температура до 85 градусов C
- Плоские алюминиевые плетеные провода
- Соединительный набор - плетеные провода и трубки
- Перейти в подкатегорию
- Аксессуары для тяги
- Кабельные наконечники
- Изолированные эластичные шины
- Многослойные гибкие шины
- Системы прокладки кабеля (PESZLE)
- Трубы
- Перейти в подкатегорию
- Просмотреть все категории
-
Полупроводниковые приборы
-
-
- Поставщики
-
Программы
- Energy bank
- Автоматика HVAC
- Горное дело, металлургия и литейное дело
- Двигатели и трансформаторы
- Измерение и регулирование температуры
- Измерение и регулирование температуры
- Индукционный нагрев
- Индустриальная автоматизация
- Источники питания (ИБП) и выпрямительные системы
- Компоненты для потенциально взрывоопасных сред (EX)
- Машины для сушки и обработки древесины
- Машины для термоформования пластмасс
- Оборудование для распределительных, контрольных и телекоммуникационных шкафов
- Печать
- Приводы переменного и постоянного тока (инверторы)
- Промышленная автоматика
- Промышленные защитные устройства
- Сварочные аппараты и сварочные аппараты
- Станки с ЧПУ
- Трамвай и ж / д тяга
-
Монтаж
-
-
Montaż urządzeń
- Монтаж шкафов
- Дизайн и сборка шкафов
- Монтаж энергосистем
- Компоненты
-
Машины на заказ
- Автоматизированная индустрия
- Фармацевтическая индустрия
- Целлюлозно-бумажная промышленность
- Пищевая промышленность и напитки
- Горнодобывающая промышленность
- Химическая и нефтехимическая промышленность
- Литейная промышленность
- Деревообработка и деревообрабатывающая промышленность
- Промышленная очистка воды
- Перейти в подкатегорию
- НИОКР, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
-
Промышленные тестеры
- Тестеры силовых полупроводников
- Тестеры электрооборудования
- Тестеры варисторов и ОПН
- Автомобильный тестер предохранителей
- Qrr тестер для измерения переходных зарядов в тиристорах и силовых диодах
- Тестер ротора выключателей серии FD
- Аудит-тестер устройств защитного отключения
- Тестер калибровки реле
- Тестер визуальных испытаний поршневых штоков газовых рессор
- Сильноточный тиристорный переключатель
- Тестер на разрыв сетки
- Перейти в подкатегорию
- Просмотреть все категории
-
-
-
Индукторы
-
-
Modernizacja induktorów
- Ремонт бывших в употреблении индукторов
- Модернизация индукторов
-
Производство новых индукторов
- Закалка коленчатых валов
- Закалка зубьев ленточной пилы
- Нагрев элементов перед наклеиванием
- Упрочнение дорожек качения подшипников ступиц автомобильных колес
- Упрочнение компонентов трансмиссии привода
- Закалка ступенчатых валов
- Нагрев усадочных швов
- Сканирующая закалка
- Мягкая пайка
- Нагреватели заготовок
- Перейти в подкатегорию
- База знаний
- Просмотреть все категории
-
-
-
Индукционные устройства
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Генераторы для индукционного нагрева
-
Генераторы индукционного нагрева Ambrell
- Генераторы: mощность 500 Вт, частота 150-400 кГц
- Генераторы: мощность 1,2 - 2,4 кВт, частота 150 - 400 кГц
- Генераторы: mощность 4,2 - 10 кВт, частота 150 - 400 кГц
- Генераторы: mощность 10-15 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 30-45 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 65-135 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 180-270 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 20-35-50 кВт, частота 15-45 кГц
- Генераторы: mощность 75-150 кВт, частота 15-45 кГц
- Генераторы: mощность 200-500 кВт, частота 15-45 кГц
- Генераторы: mощность 20-50 кВт, частота 5-15 кГц
- Перейти в подкатегорию
- Генераторы индукционного нагрева Denki Kogyo
-
Генераторы индукционного нагрева JKZ
- Генераторы серии CX, частота: 50-120 кГц, мощность: 5-25 кВт
- Генераторы серии SWS, частота: 15-30 кГц, мощность: 25-260 кВт
- Генераторы (печи) для штамповки и ковки серии MFS, частота: 0,5-10кГц, мощность: 80-500кВт.
- Плавильные печи MFS, частота: 0,5-10 кГц, мощность: 70-200 кВт
- Генераторы серии UHT, частота: 200-400кГц, мощность: 10-160кВт
- Перейти в подкатегорию
- Генераторы ламп для индукционного нагрева
- Генераторы индукционного нагрева Himmelwerk
- Перейти в подкатегорию
-
Генераторы индукционного нагрева Ambrell
- Ремонт и модернизация
- Периферийные устройства
-
Приложения
- Медицинские приложения
- Приложения для автомобильной промышленности
- Мягкая пайка
- Пайка
- Пайка алюминия
- Пайка магнитных инструментов из нержавеющей стали
- Прецизионная пайка
- Пайка в защитной атмосфере
- Пайка латунных и стальных теплоотводящих колпачков
- Пайка спеченных карбидов
- Пайка медного наконечника и проволоки
- Перейти в подкатегорию
- База знаний
- Просмотреть все категории
-
Генераторы для индукционного нагрева
-
-
-
Услуга
-
-
asd
- Сервис промышленных водоохладителей и кондиционеров
- Ремонт и модернизация машин
- Ремонт и обслуживание силовой электроники, электроники и устройств промышленной автоматики
- Источники питания высокого напряжения для электрофильтров
- Промышленные принтеры и этикеточные машины
- Certyfikaty / uprawnienia
- Просмотреть все категории
-
-
- Контакт
- 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
Оставить комментарий