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富士變頻器——第7代“X系列”產業用1200V/2400A RC-IGBT模塊

發布時間:2022-12-29 11:15:41|來源: 富士電機/Fujielectric

為滿足IGBT模塊小型化和高可靠性化的市場要求,富士電機開發了將IGBT和FWD單芯片化的RC-IGBT(Reverse-Conducting IGBT)。

將第7代“X系列”芯片技術及封裝技術與RC-IGBT技術相結合,使第7代“X系列”產業用1200V RC-IGBT模塊系列化,加入2400A后擴大了額定電流。

RC-IGBT模塊封裝尺寸與傳統額定電流為1800A的X系列IGBT模塊相同,實現了2400A的額定電流。

X系列RC-IGBT模塊與V系列IGBT模塊相比,飽和電壓降低0.65V,關斷損耗降低42%,大幅改善了均衡特性。

由此,實現了高效化和高電流密度化。

X系列RC-IGBT模塊可在通電時降低每個端子的電流。

因此,與傳統的V系列IGBT模塊相比,1100A通電時的端子溫度降低了51℃,可擴大額定電流。

在傳統的IGBT+FWD結構中,IGBT及FWD分別反復進行發熱及散熱,1個周期中Tvj的***低溫度與***高溫度之差ΔTvj為90℃。

另一方面,在將IGBT和FWD區域進行了單芯片化的RC-IGBT中,元件內的IGBT區域和FWD區域交替發熱。

因此,在RC-IGBT中,IGBT產生的熱也會傳遞到FWD區域,而FWD產生的熱也會傳遞到IGBT區域。因此與IGBT+FWD結構相比,散熱面積得到了擴大,熱阻下降,Tvj的溫度變化減小至約1/4,1個周期的ΔTvj僅為21℃。

于是,對鋁線接合部和硅芯片下焊錫接合部的熱應力大幅緩和。

在X系列RC-IGBT模塊中,因ΔTvj大幅降低,所以低頻工作時的ΔTvj功率循環耐量從7×104cycles增加到4×109cycles,可靠性得到了極大提高。

另一方面,在與以往同等的功率循環耐量條件下使用時,有望實現高輸出化。

以上,對第7代“X系列”產業用1200V/2400A RC-IGBT模塊進行了論述。

通過在電力轉換裝置上搭載該模塊,實現了迄今為止難以實現的輸出電流擴大結果,可進一步為電力轉換裝置的小型化、高效化、高可靠性化和低成本化做出貢獻。

今后,富士電機仍將繼續推進IGBT模塊的技術革新,為實現安全放心且可持續發展的社會做出貢獻。
富士變頻器——第7代“X系列”產業用1200V/2400A RC-IGBT模塊

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