应用于电力电子的创新可靠性技术

2009年08月31日13:35:45 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

电力电子技术近年来呈现出强劲的发展势头，成为当今节能领域中的一项关键技术。它不但对各项技术的发展产生了巨大影响，而且在电力生产、分配和使用的整个能量传输过程中，也得到了极为广泛的应用。

在2009年PCIM中国展览会上，电力电子领域的一些重要厂商推出了新技术和产品，为在当前经济环境不利的条件下的节能技术应用注入了新的活力。

三菱电机模块更加注重可靠性

致力推动环保的三菱电机带来了一系列新型HVIGBT模块、第4代DIPIPM^TM（双列直插式智能功率模块），以及L1系列智能功率模块和第6代IGBT模块等功率器件，推介了各种应用解决方案。

小型DIPIPM^TM（双列直插式智能功率模块）

三菱电机机电（上海）有限公司董事总经理森敏先生在接受专访时表示，HVIGBT模块已经在大功率领域得到广泛应用，比如：轨道牵引和大功率工业驱动。这些大功率应用需要具有优良性能和可靠性的HVIGBT模块，尤其要求损耗低、额定电流大以及运行结温范围大的特性。三菱电机1700V N系列HVIGBT模块采用载流子存储式沟槽型双极晶体管（Carrier Stored Trench-gate Bipolar Transistor，CSTBT^TM）功率硅片，获得了更好的饱和压降（V_CE_（sat））与关断损耗（E_off）的折衷关系，有效降低了模块的功率损耗。

3300V R系列HVIGBT模块采用FP-LPT-HVIGBT硅片和软恢复高压二极管硅片的组合，在不牺牲模块的短路鲁棒性前提下，该新型模块的饱和压降与关断损耗折衷特性得到了25%的改善。6500V HVIGBT模块，其绝缘耐压高达10.2kV（1分钟交流有效值）。基板材料采用AlSiC，模块的可靠性得到大大提高。

HVIGBT 模块

森敏先生说：“在经过金融危机后，中国已成为全球较具潜力的市场，三菱电机这次展示较新研制的产品，在节约能源和生态持续发展方面向前跨进一步，协助构建绿色和谐社会。”

在节能方面，三菱电机的DIPIPM^TM是控制压缩机电流、空调变频器节能的关键元件。模块集成了功率器件及其驱动保护芯片，从而大大减少电力损耗达到节能效果。

第4代DIPIPM^TM有超小型、小型和大型三种大小的封装。超小型3A/600V产品是世界上首次将RC-IGBT搭载于变频用途的IPM，其模块内部的硅片数量减少了一半，加之散热优化的封装结构使得DIPIPM^TM的可靠性更高且功率密度更大。大型封装的DIPIPM^TM额定值可达75A/600V和35A/1200V，采用了全栅型CSTBT^TM硅片、优化的驱动IC以及导热性能优异的绝缘薄膜。不仅能用于柜式变频空调，还可满足工业变频应用，它必将为变频系统的进一步小型化做出卓越的贡献。

三菱电机应用于家电市场的产品还有DIPPFC^TM和DIPPSC^TM。DIPPFC^TM是完全开关型功率因数校正双列直插智能模块，它的内部集成了二极管整流桥和有源PFC电路，硅片的功率损耗低，封装小型化且热阻低。DIPPSC^TM是部分开关型功率因数校正双列直插智能模块，它内置功率因数校正电路及三相逆变电路，内建自举电路且可动态监视模块内部温度。DIPPFC^TM和DIPPSC^TM均能有效改善家用电器对供电电网的谐波污染。

DIPIPM^TM是变频家电功率转换部分的核心，变频家电以其节能、环保的优点近年来逐步受到市场的青睐。例如：变频空调比定速空调节电20-30%；变频冰箱比常规冰箱节电50%左右；变频洗衣机比常规洗衣机节电50%左右，在节水方面，变频洗衣机比常规洗衣机节水30-50%左右。

森敏先生还介绍了三菱电机为电动汽车行业提供的功率半导体。现在，三菱电机的智能功率模块（IPM）具有体积小、开关速度快、功耗低、抗干扰能力强、无须防静电措施等优点，大大缩短了客户项目开发周期。

面对经济危机的影响，森敏先生“十分看好中国的半导体市场行业”。他表示，由于这一次的全球性经济危机，对我们整个三菱电机来说有很大的影响，公司的业绩比过去有所下降，这是全球性的。对于经济危机我们主要采取了这样一个对策，首先在短期的经营上改善我们的短期经营，对客户的要求比过去更快地有一个反映，以此来应付经济情况的急速变化。第二个加强我们经营的体制，提高我们的竞争力。第三个把公司的经营资源集中到我们有优势的产品上，以促进我们公司的发展。

他说：“特别是中国现在大力发展铁道的基础建设，还有环保的基础建设，这对于我们公司的产品来讲是一个很大的市场。今后，首先根据不同的市场开发出适应于不同市场的新产品，然后通过新产品来带动新的市场跟新客户的拓展。从中期来看我们要把经营资源投放到太阳能、风力和电力汽车等。然后就是削减成本，要重新核算成本，还有加强下一代新技术的开发，还有就是要加强全球性销售体制，加强我们的生产能力。”

www.mitsubishi-electric.com.cn

英飞凌产品满足高效、紧凑、可靠要求

英飞凌科技香港公司家电及工业功率器件市场高级经理马国伟博士介绍了英飞凌工业功率模块的中国市场。他表示，英飞凌工业功率模块中国区销售额一直在持续高速增长，复合年增长率为44%，八年内增长了18倍。英飞凌功率模块在上海的全球第二大技术应用中心恰恰可以满足中国市场未来重点发展领域——轨道交通车辆、风能发电、电动和混合动力客车及工程机械——的需要。

他说，刚刚推出的MIPAQ™ 系列IGBT模块有助于以较低的成本设计出功能强大、结构紧凑，并且节能环保的中低功率变频器。该系列包含三大产品：MIPAQ™ base模块（已开始量产）；MIPAQ™ sense模块（集成全数字化电流测量功能，提供电流隔离输出信号）；MIPAQ™ serve模块（集成驱动/温度检测元件）。

此次推出的IGBT（绝缘栅双极晶体管）MIPAQ™ base模块为IGBT三相逆变桥，内部集成电流取样电阻，适用高达55kW的工业驱动和伺服装置，满足低杂散电感的系统设计要求。

MIPAQ™ base模块

高度仅有17毫米的MIPAQ™ base模块以卓越的性价比，实现高效、紧凑、可靠的变频器设计。MIPAQ™ base模块集成了三个专门设计用于测量输出电流的取样电阻，使相关设计可在节省空间和消除PCB热点方面显著受益。这些集成取样电阻可处理以前由外部电流传感器执行的各项任务。外部电流传感器成本高昂且占用宝贵的空间。对变频器PCB的影响也将明显减少。MIPAQ™ base模块能够将取样电阻产生的热量更好地分配到散热器上。

通过利用英飞凌沟槽栅场终止IGBT4芯片技术和EmCon二极管，六单元1200V MIPAQ™ base模块的标称电流较高为150 A，并集成NTC进行温度测量。模块的较高工作结温是+150℃，采用英飞凌EconoPACK™3封装，符合RoHS标准。

英飞凌科技还介绍了刚刚推出的全新Smart系列IGBT（绝缘栅双极晶体管）模块。Smart模块封装采用自动压接装配工艺，仅需一个螺钉通过单步安装流程可将模块安装到印刷电路板和散热器上。通过提供高可靠性压接技术，英飞凌满足了功率高达55kW逆变器的设计要求。Smart模块能够优化功率变换器的解决方案，应用于通用变频器、不间断电源（UPS）、感应加热和焊接设备、太阳能逆变器及空调系统中。

压接工艺结合自动装配技术的革命性创新简化了制造流程，使装配时间大幅缩短至几秒钟。通过拧紧螺钉，压接针脚被压入PCB孔内，实现了冷焊接和气密性连接。该模块通过机械方式被安装至散热器和PCB上。由于采用创新的内核外框封装理念，确保IGBT芯片、二极管和陶瓷衬底等敏感性部分在安装过程中被安全可靠固定，几乎不可能造成DCB破裂，产品寿命更长。

一颗螺丝即可自动完成模块与PCB的压接和与散热器的固定。

六单元IGBT模块SmartPACK1和集成整流和刹车部分的SmartPIM1是适用于逆变器功率从2.2kW至11kW的Smart家族中首批产品。随后将陆续推出SmartPIM2、SmartPACK2、SmartPIM3和SmartPACK3等产品。整个系列覆盖不同封装尺寸、电流高达200 A的IGBT模块。SmartPIM和SmartPACK较大适用于55kW功率的逆变器。

此外，英飞凌科技还宣布，与无锡市人民政府新区管理委员会在江苏省无锡市举行签约仪式，到2011年，英飞凌将在资金、技术和制造设备上投入约1.5亿美元扩建其无锡制造工厂，以推动无锡开发区高新技术产业的发展并为当地创造更多的就业机会。

根据协议，英飞凌无锡工厂将增加注册资金，引进生产线和技术；无锡市政府将为推动这一扩展计划提供支持和激励。到2011年，英飞凌无锡工厂将建设和运营额外的后端生产线和设备，半导体器件年生产能力将达到80亿片，年出口值增加近1.1亿美元。目前，该工厂共有830名员工，预计随着年产能的提高，员工总数将达到2000人。此次与无锡新区政府签订的协议不但加强了在中国的业务运营，同时也体现了英飞凌对中国的长期承诺。

www.infineon.com/cn

提升风电、太阳能、牵引、混合电动车功率质量和可靠性

赛米控展示了较新一代智能功率模块

应用于电力电子的创新可靠性技术

相关阅读: