高压变频器，风电变流器用X系列第七代IGBT模块

2019-08-09 09:59:48 Westpac Electronics 223

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第 7 代 X 系列 IGBT 模块的基本概念和特征。近年来，为了防止化石燃料枯竭和全球变暖，人们正在追求提高能源利用率和减少二氧化碳排放方面作出了努力。因此，包括了马达驱动等工业应用，开关电源等民生应用，以及电动汽车和铁路、太阳能发电和风力发电等可再生能源应用等，使用功率半导体器件的高效率电力变换装置其适用领域和市场正在急速扩大。在功率半导体器件中，IGBT（绝缘栅双极晶体管）模块具有高速开关、大功率高效率和容易操控的特征，从而使它在其应用领域中不断扩大。 IGBT 模块在投放市场以来，凭借多项技术创新实现了更低的损耗以及结构的小型化。这些创新在电力变换装置的高效率、小型化、高性价比作出了贡献。然而，IGBT 模块尺寸的小型化会导致 IGBT 模块在高功率密度时，结温升高和可靠性降低。为了进一步实现模块的小型化和高效率，除了提高芯片性能，创新的封装技术（散热性能和可靠性提高）也变得不可欠缺。

为了满足市场需求，富士电机开发了新型芯片技术和封装技术的第 7 代 IGBT 模块「X 系列」。 

更低的变频器损耗（芯片技术）第 7 代 X 系列 IGBT 通过极薄的晶圆制造技术和细小的沟槽门极结构，使得它在损耗方面的表现比我们第 6 代 V 系列 IGBT 有了突飞猛进的进步。

 连续运行温度 Tvjop=175℃实现了更高电流输出（封装技术）通过使用新开发的封装技术（高散热绝缘基板/高耐热硅凝胶/高强度焊锡）和模块构造的优化（绑定线直径/长度），提高了 X 系列在高温工作时的稳定性和耐久性，从而将最大连续可操作结温 Tvjop 从原来的 150℃提高到 175℃。这实现了在保持模块原有尺寸的条件下增加了输出能力。 

额定电流的提升和 IGBT 模块的小型化通过以上的性能提升，在保持模块尺寸不变的同时扩大了 X 系列模块的额定电流。例） 1200V EP2 封装（最大额定电流：第 6 代：50A→ 第 7 代：75A），这意味着 X 系列的技术使得额定电流扩大了 50%。从另一个角度来说，最大额定电流的扩大可以让封装尺寸减小，原来 75A/1200V 只能使用更大的 EP3 封装（详见第四章）。新一代的 IGBT 可以为电力变换装置小型化以及低成本化作出贡献。

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