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新技术助三菱电机新品迭出

2015年07月16日14:33:30 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T

在上海世博展览馆举行的PCIM亚洲展2015上,三菱电机今年以“创新功率器件构建可持续未来”为题,携带九款全新功率器件隆重亮相。展会期间,三菱电机的高层人员与媒体畅谈了当前的功率器件市场情况、三菱电机的新产品、中国市场策略及发展大计。为使媒体对三菱电机的产品有更深入的了解,特别安排了记者参观展位的活动,三菱电机的工程师向大家介绍了三菱电机的产品。

 

第七代IGBT性能更高

三菱电机董事及技术总监Gourab Majumdar博士指出,三菱电机这次特别推介第七代IGBT模块,分为NX及STD两种封装,采用第七代芯片及全新的结构,提高产品性能和寿命,在底部预涂网格状的PC-TIM(相变热界面材料),涂层均匀更易控制热阻,从而增强散热效果,提升应用可靠性。

他续称,第七代IGBT模块的晶元厚度更薄,栅极与栅极间的间距更小,可实现更高的IGBT电流,并减小导通损耗、开关损耗、噪声及对周边器件的影响,以降低客户的综合成本。目前已经量产的产品,已包括了工业、新能源、电动车及家电等方面,现时正在研究如何将其应用在电力汽车牵引方面。

对于家电采用的DIPIPMTM产品,已经成为市场标准,Majumdar博士归功于研发过程中不断与客户交流,制定正确的开发方向,以及掌握产品上市先机。回顾过去20年来,他表示三菱电机做了七、八代产品,顺应了白色家电对低成本和小型化的要求。至于较新的SLIMDIP模块,它堪称是划时代产品,采用了逆导型芯片,将原先的12块芯片减少到6片,其体积缩小了31%。

 

新技术效果开始显现

在新材料方面,Majumdar博士指出,三菱电机从1994年开始研究碳化硅,近年已经量产了数款碳化硅功率模块产品。他表示,三菱电机已经上市的碳化硅产品的电流等级从20安到1200安均有,分完全碳化硅型及混合碳化硅型,涵盖高铁到家电应用,其中多款产品属于全球首发,特别适合在高载频环境中使用,如电源、太阳能和机车;以及高压、高性能、高可靠性的地方使用,如日本新干线地铁车组。

为了推广碳化硅的应用,Majumdar博士称,三菱电机将会把卓越的功能集成在碳化硅模块中,发挥其特性极限,并通过同时改善生产工艺和实现产品小型化来降低成本。

 

节能环保仍是重点

三菱电机大中国区半导体市场总监钱宇峰先生表示,该公司对中国铁路牵引市场发展持乐观态度,除了国家每年超过人民币8,000亿的投入外,今年6月成立的中国中铁,更将轨道交通延伸海外,现已踏足28个国家,洽谈超过60个项目。在纯电动汽车方面,钱先生认为中国政府已开始加速发展汽车续航充电站,带动纯电动车销量。三菱电机的目标市场份额是30%,按去年电动汽车销售8万台计算,今年会翻倍至16万台,至2017年累计可达50万台,继而在2020年累计达200万台。随着政府持续支持太阳能及风电发展,钱先生认为大量新能源将要从偏远地区输送至沿海地区,因而产生对特高压直流输电项目以及可移动STATCOM项目的需求。同时,在政府推动家居环保下,国内变频空调的变频率已经接近50%,而变频洗衣机及变频冰箱分别只有15%及10%的变频率,未来增长潜力甚大。虽然太阳能市场的整体回收成本时间较长,钱先生表示,三菱电机期望在中国市场,特别是对于三电平结构的市场占有一席之地。

三菱电机大中国区半导体总经理四个所大亮先生表示,三菱电机承持可持续发展信念,不断研发高性能、高可靠性及小型化的功率器件,来满足电力电子市场的需要。对于功率器件市场的前景,三菱电机抱持十分乐观的态度,随着中国政府加大力度治理环境,必将给新能源利用产业带来更大的发展空间。

 

功率器件五大应用领域

在现场,工程师介绍了今年展出的功率器件,应用范围跨越五大领域,包括:工业传动、光伏发电、变频家电、轨道牵引及电动汽车,致力为客户提供高性能及低损耗的产品。

针对工业光伏逆变器市场的需要,三菱电机将展出四款新型功率模块,包括第7代IGBT模块、DIPIPM+模块、4in1 T型三电平逆变器用IGBT模块及1in1三电平逆变器用IGBT模块。

这次展出的第7代IGBT模块,特别适用于通用变频器。它采用了第7代IGBT硅片和二极管硅片;具有650V、1200V和1700V三种电压等级;提高利用门极电阻优化dv/dt的可控性;涵盖模块电流100A至1000A;采用预涂热界面材料(TIM),与传统硅脂相比,模块与散热器的接触热阻降低50%。它继承现有的统一封装(NX)和传统封装(A/NF/MPD),适应不同的结构设计需求;NX封装具有焊接方式和压接方式两种控制端子。

整流逆变制动一体化模块DIPIPM+则完整地集成整流桥、逆变桥、制动单元以及相应的驱动保护电路。 它采用第7代CSTBTTM硅片;提供短路保护和欠压保护;内置自举二极管; 提供LVIC温度模拟量输出功能;额定电流覆盖50A/600V和5~35A/1200V。采用该款模块设计通用变频器,可以较大程度地简化布线设计,缩小基板面积,缩短开发周期;同时还可以降低布线电感及滤波器成本,使噪声设计变得简单。

4in1 T型三电平逆变器用IGBT模块, 是专门为提高光伏发电效率而开发的400A模块, 半桥采用第6.1代1200V IGBT硅片,交流开关采用第7代650V IGBT硅片,损耗低、允许结温高达175℃;内部杂散电感小,正负端子之间为32nH、正零端子之间为和零负端子之间均27nH;绝缘耐压高达4000Vrms/1min;更采用了易于并联的封装结构。

在1in1三电平逆变器用IGBT模块中,1200V级和1700V级均采用第6代IGBT硅片,实现更低损耗,方便客户根据不同需要构建I型或者T型三电平拓扑;模块内部杂散电感小,一单元模块为8nH,两单元模块为12nH。绝缘耐压高达4000Vrms/1min,结温较高可达175℃。

对于变频家电应用,三菱电机这次特别推介两款产品,分别为SJMOS DIPIPMTM模块与专为变频冰箱及变频风机设计的SLIMDIP模块。

SJMOS DIPIPMTM模块采用IGBT和SJMOS并联技术,达至同时优化小电流段和大电流段的损耗,封装和功能完美,兼容第6代超小型DIPIPM模块。SLIMDIP则采用第3代RC-IGBT技术,集成短路保护和欠压保护,内置自举二极管(和限流电阻),同时提供LVIC温度模拟量输出版本和过温保护版本,封装面积比超小型DIPIPMTM缩小达30%。

在PCIM 2015亚洲展上,三菱电机为轨道牵引领域带来两款新的功率模块,分别为X系列HVIGBT模块及下一代两单元HVIGBT模块,可应用于牵引变流器及直流输电变流子模块;而J1系列车用IGBT模块则适用于电动汽车驱动器。X系列是较新一代HVIGBT模块,进一步提升了3.3kV/4.5kV/6.5kV等级的额定电流;使用了第7代IGBT和RFC Diode硅片技术,实现更低饱和压降和开关损耗。它同时采用LNFLR技术,实现低热阻;并有更宽的安全工作区。针对电力传输应用而开发的6500V/1000A单管HVIGBT模块已率先发布。

至于下一代两单元HVIGBT模块,将提供三个电压等级3.3kV/450A、4.5kV/400A及6.5kV/275A,均采用全新封装,实现更低的杂散电感及更易于并联,其绝缘耐压达10.4kVrms/1min。

J1系列车用IGBT模块专为电动汽车驱动器设计,是采用Pin-fin底板的六合一IGBT模块。它采用第7代IGBT硅片技术及高可靠性的DLB(直接主端子绑定)技术,以及基于硅片的温度和电流检测技术;与传统的结构相比,热阻降低40%,安装面积减小40%。三菱电机将提供包括驱动电路、冷却水套及薄膜电容的整体解决方案技术支持,以方便客户快速应用该模块实现车用逆变器的设计。

 

www.MitsubishiElectric-mesh.com

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