Industrie aktuell

Frequenzumrichter für effiziente Antriebe

SemikronMit dem intelligenten Leistungsmodul „MiniSKiiP IPM“ setzt Semikron neue Maßstäbe bei der Leistungsdichte in intelligenten 1200V-IPM-Modulen. Mit einem Gewicht von 55 g und einem Volumen von 49 cm³ ist das Modul leichter und kompakter als andere IPM-Module dieser Leistungsklasse. Außerdem sind dank des speziellen Modulaufbaus die Schalteigenschaften unter dem Einfluss elektromagnetischer Interferenzen optimal. Das MiniSKiiP IPM wurde für den Einsatz in Frequenzumrichtern bis zu 15 kW Ausgangsleistung entwickelt.

Mit einer Grundfläche von 59 x 52 mm und einer Gesamthöhe von 16 mm ist das Modul mindestens 50 % kleiner als herkömmliche intelligente Leistungsmodule in diesem Leistungsbereich. Die innovative Aufbau- und Verbindungstechnik ermöglicht die Entwicklung kompakter Umrichter bei gleichzeitiger Reduzierung der Produktionskosten. Ihre hohe Leistungsdichte verdanken die MiniSKiiP-IPM-Module der thermischen Kopplung der  Leistungshalbleiterchips und der DCB an den Kühlkörper mit Hilfe eines effizienten Druckkontaktsystems. Da das Modul keine Grundplatte besitzt, ist der thermische Widerstand viel geringer als in IPMs mit Grundplatte.

Der integrierte SOI-Treiber wird direkt auf der DCB platziert und ist über kurze Leiterbahnen und optimierte Gate-Widerstände mit den Gate-Anschlüssen des Leistungstransistors verbunden. Kurze Leitungswege sorgen für ein harmonisches Schaltverhalten und minimieren Störungen durch elektromagnetische Interferenzen. Der Aufwand an komplexen Schutzbeschaltungen für einen EMV-konformen Aufbau ist vergleichsweise gering. Außerdem entstehen durch die kurzen Leitungswege weniger parasitäre Induktivitäten, wodurch sich Überspannungen im Modul in Grenzen halten und höhere Zwischenkreisspannungen möglich sind, was wiederum insgesamt den Wirkungsgrad des Moduls verbessert.

Das MiniSKiiP IPM und die Leiterplatte werden mit nur einer einzigen Standardschraube auf den Kühlkörper montiert. Sämtliche Verbindungen der Leistungs-, Gate- und Hilfsanschlüsse zur Leiterplatte werden an Stelle der vormals üblichen Lötkontakte über Druckkontakte realisiert. Die Montage erfolgt somit schnell und ökonomisch. Der Verzicht auf Lötverbindungen bedeutet darüber hinaus eine weitere qualitative Verbesserung des gesamten Aufbaus und damit eine Erhöhung der Zuverlässigkeit im Vergleich zu konventionellen IPM-Modulen. Anders als bei diskreten Lösungen profitiert der Kunde von dem anwenderfreundlichen Design dieses All-Inclusive Produktes.

Das 1200V Six-Pack MiniSKiiP IPM besitzt einen integrierten High-Voltage-Integrated-Circuit (HVIC)-Treiber und ist mit modernen Trench-Field-Stop IGBTs bestückt, wodurch die Schaltverluste gering sind und eine hohe Stromdichte garantiert ist. Bei 61A Nennstrom ist eine Ausgangsleistung von bis zu 15kW möglich. Das Modul ist auch in der 600V-CIB (Converter-Inverter-Brake)-Variante erhältlich. Die Module sind in vollem Umfang RoHS-konform.

 


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