Intelligente Leistungshalbleitermodule für hohe Ausgangsleistungen (V1-Serie)

Mitsubishi Electric führt eine neue Baureihe intelligenter Leistungshalbleitermodule, die „V1-Serie“ ein. Die V1-Serie umfasst IPMs (Intelligente Power Module), die mit der primären Zielstellung entwickelt wurden, den Wirkungsgrad von Stromrichtern für Motorantriebe und Stromversorgungen zu erhöhen. Die IPMs der V1-Serie sind vorgesehen für Anwendungen im oberen kW-Bereich und werden in den Baugrössen von 200/300/450 A (1200 V) und 400/600 A (600 V) angeboten.

In der V1-Serie kommen verschiedene neue Technologien zum Einsatz, wie beispielsweise ein neuer Full Gate CSTBTTM Chip, sowie ein neu entwickeltes Control-IC.
Der Kurzschluss-Schutz erfolgt durch Erfassen des Stroms unmittelbar im IGBT-Chip durch sogenannte Stromspiegel-Emitter. Mit dieser bewährten Mitsubishi-Technologie wird die Im IGBT-Chip umgesetzte Kurzschlussenergie im Vergleich zum herkömmlichen Entsättigungsverfahren erheblich reduziert. Der so gewonnene zusätzliche Freiheitsgrad bei der Auslegung der IGBT-Chips wird genutzt, um den klassischen Trade-Off zwischen Schalt- und Durchlassverlusten weiter in Richtung Verlustminimierung zu verschieben.

Durch die Verwendung der neuen, speziell für den IPM –Einsatz konzipierten Full Gate CSTBT Chips und weiteren Verbesserungen im internen Modulaufbau konnte die Sperrschichttemperatur gesenkt und eine höhere Lastwechselfähigkeit erzielt werden. Im Vergleich zu der Vorgängerbaureihe „V-Serie“ sind die Verluste der neuen V1-Serie um etwa 20 % geringer. Die Sättigungsspannung der neuen 1200 V V1-Serie wurde auf 1,85 V @ 125°C reduziert.

Die implementierten Schutzfunktionen sind: Kurzschluss-Schutz (SC), Schutz bei Unterschreiten der 15V-Versorgungsspannung (UV) und Übertemperaturschutz (OT). Die Besonderheit des Übertemperaturschutzes besteht darin, dass der OT-Sensor monolithisch in den IGBT-Chip integriert wurde. Hierdurch wird eine deutlich bessere Selektivität beim Ansprechen des OT-Schutzes erreicht, verglichen mit der konventionellen Überwachung der Bodenplattentemperatur, z.B. mittels NTC.

Die neuen IPMs der V1-Serie stehen ab sofort für Design-in Aktivitäten zur Verfügung.