وبلاگ شرکت در مورد عرضه دستگاه های قدرت سی سی میتسوبیشی: سی سی دی پی پی ام، ماژول قدرت سی سی، سی سی-موسفیت

عرضه دستگاه های قدرت سی سی میتسوبیشی: سی سی دی پی پی ام، ماژول قدرت سی سی، سی سی-موسفیت

شرکت الکترونیک Shenzhen Mingjiada Co., Ltd.به عنوان یک توزیع کننده حرفه ای قطعات الکترونیکی، از سالها تجربه در صنعت و یک زنجیره تامین پایدار برای ارائه راه حل های قطعات الکترونیکی برای بازار، از جمله تراشه های 5G استفاده می کند.IC های انرژی جدید، IC های IoT، IC های بلوتوث، IC های شبکه خودرو، IC های درجه خودرو، IC های ارتباطی، IC های هوش مصنوعی، IC های حافظه، IC های سنسور، IC های میکروکنترلر، IC های گیرنده، Ethernet IC ها،تراشه های وای فای، ماژول های ارتباطی بی سیم، کانکتورها و سایر محصولات. این شرکت همیشه به اصل “خدمات به مشتریان و سود مشتریان٬ارائه قطعات الکترونیکی با کیفیت بالا و متنوع به مشتریان.

سری دستگاه های قدرت Mitsubishi SiC کل خط تولید را از دستگاه های مجزا تا ماژول های هوشمند پوشش می دهد و عمدتاً شامل سه دسته اصلی است:

SiC DIPIPM (مودول قدرت هوشمند دوگانه در خط): یک راه حل فشرده که مدارهای محرک و توابع حفاظت را ادغام می کند

ماژول های قدرت SiC: از جمله ماژول های تمام SiC و ماژول های هیبریدی SiC، مناسب برای کاربردهای متوسط تا قدرت بالا

SiC-MOSFET: فرم دستگاه جداگانه، ارائه انعطاف پذیری طراحی و مزایای عملکرد فرکانس بالا

این محصولات از خواص فیزیکی منحصر به فرد مواد SiC استفاده می کنند، مانند قدرت میدان تجزیه بالا، رسانایی حرارتی بالا، و سرعت حرکت اشباع الکترون بالا،برای نشان دادن مزایای قابل توجهی در زمینه هایی مانند تولید انرژی جدیددر مقایسه با دستگاه های سنتی مبتنی بر سیلیکون،دستگاه های قدرت سی سی میتسوبیشی می توانند مصرف انرژی سیستم را بیش از ۳۰ درصد کاهش دهند، چگالی قدرت را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، در حالی که اندازه و وزن سیستم را کاهش می دهد.

ویژگی های ماژول های قدرت هوشمند Mitsubishi SiC DIPIPM

Mitsubishi SiC DIPIPM ها نشان دهنده مسیر پیشرفته توسعه فناوری ماژول قدرت هوشمند هستند.این ماژول ها SiC MOSFETs یا SiC SBDs (دیود های مانع Schottky) را با مدارهای محرک و توابع حفاظت در یک بسته دوگانه در یک خط فشرده ادغام می کننددر مقایسه با IPM های سنتی (ماژول های برق هوشمند) ، این سیستم ها به طراحان یک راه حل پلاگ و پلی با کارایی بالا ارائه می دهند.SiC DIPM ها به طور کامل از مزایای عملکرد مواد کربید سیلیکون استفاده می کنند در حالی که مزایای طراحی آسان و قابلیت اطمینان بالا را حفظ می کنند، که آنها را به ویژه برای برنامه های کاربردی با محدودیت های فضایی اما الزامات عملکردی سخت مناسب می کند.

ویژگی های فنی DIPPM های SiC

ماژول های SiC DIPIPM Mitsubishi شامل چندین فناوری نوآورانه با ویژگی های کلیدی از جمله:

طراحی با کارایی بالا: با استفاده از MOSFET های SiC به عنوان دستگاه های سوئیچ، SiC DIPIPM به طور قابل توجهی در مقایسه با IGBT های سنتی مبتنی بر سیلیکون کاهش می یابد.داده های آزمایش نشان می دهد که در شرایط عملیاتی یکسان، کل تلفات DIPIPM SiC می تواند بیش از 40٪ در مقایسه با IPM مبتنی بر سیلیکون کاهش یابد، که منجر به بهبود 2٪5 درصد در بهره وری کلی سیستم می شود.

قابلیت کار با فرکانس بالا:ویژگی های مواد SiC اجازه می دهد که DIPIPM در فرکانس های سوئیچینگ بالاتر (تا 100 kHz یا بالاتر) بدون ایجاد تلفات سوئیچینگ بیش از حد مانند دستگاه های سیلیکون کار کنداین ویژگی سیستم های کاربردی را قادر می سازد تا از اجزای منفعل کوچکتر (مانند محرک ها و خازن ها) استفاده کنند و در نتیجه اندازه و وزن سیستم را کاهش دهند.

عملکردهای حفاظت یکپارچه: ماژول شامل مدارهای حفاظت متعدد از جمله قفل ولتاژ پایین (UVLO) ، محافظت از جریان بیش از حد (OCP) ، محافظت از درجه حرارت بیش از حد (OTP) ،و حفاظت از مدار کوتاه (SCP)این عملکردهای حفاظت از طریق یک IC کنترل اختصاصی اجرا می شود، با زمان پاسخ به سرعت به عنوان میکرو ثانیه،به طور موثر جلوگیری از آسیب رساندن دستگاه های قدرت به دلیل شرایط غیرطبیعی.

مدیریت حرارتی ساده: با توجه به توانایی عملکرد در دمای بالا دستگاه های SiC (حرارتی حداکثر اتصال تا 200 درجه سانتیگراد) و از دست دادن کم،DIPIPM نیازمندی های نسبتا آرام برای سیستم های تبعید گرما دارددر بسیاری از کاربردهای دیگر، شنای گرما آلومینیوم ساده یا حتی تبعید گرما ورق مس PCB می تواند به این الزامات پاسخ دهد و پیچیدگی و هزینه طراحی حرارتی سیستم را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

بسته بندی فشرده: با اتخاذ فاکتور فرم استاندارد صنعت DIP (پکیج دو خط) ، با فاصله و ترتیب مطلوب پین، طراحی طرح PCB را تسهیل می کند.اندازه بسته معمولی تنها یک سوم تا نیمی از IPM های سنتی است، که آن را به ویژه مناسب برای کاربردهای جاسازی شده با فضای محدود می کند.

مقایسه و تجزیه و تحلیل ماژول های قدرت تمام سی سی سی Mitsubishi و ماژول های قدرت سی سی سی هیبریدی

به عنوان یک رهبر در زمینه نیمه هادی قدرت، Mitsubishi Electric دو سری اصلی از محصولات را ارائه می دهد: ماژول های قدرت SiC و ماژول های قدرت SiC ترکیبی،پاسخگویی به الزامات عملکرد و هزینه متوازن سناریوهای مختلف کاربرداگرچه این دو نوع ماژول نام مشابهی دارند، اما تفاوت های قابل توجهی در معماری فنی، ویژگی های عملکردی و موقعیت برنامه دارند.درک کامل این تفاوت ها برای مهندسان برای انتخاب درست و بهینه سازی طراحی سیستم بسیار مهم است.

مزیت های فنی ماژول های قدرت تمام SiC

ماژول های قدرت تمام سی سی میتسوبیشی با استفاده از مواد خالص کربید سیلیکون ساخته شده اند، با تمام دستگاه های سوئیچ و دیود در ماژول که نیمه هادی مبتنی بر سی سی هستند،عمدتا شامل SiC MOSFETs و SiC SBDs (دیود های مانع Schottky). این معماری تمام سی سی سی سی چندین مزیت عملکردی را ارائه می دهد:

از دست دادن سوئیچ بسیار کم: MOSFET های SiC دارای سرعت سوئیچ بسیار سریع هستند، با از دست دادن انرژی در طول فرآیند روشن و خاموش تنها 1/5 تا 1/10 از IGBT های سیلیکون است.این ویژگی باعث می شود ماژول های تمام SiC به ویژه برای کاربردهای سوئیچینگ فرکانس بالا مناسب باشند، مانند مرحله تقویت DC-DC در اینورترهای خورشیدی.

قابلیت کار در دمای بالا: ویژگی های باند گپ گسترده مواد SiC (3.26 eV) آن را قادر می سازد تا در دمای اتصال 200 °C یا بالاتر به طور قابل اعتماد کار کند.در حالی که دستگاه های سیلیکونی سنتی به طور معمول به دمای زیر 150°C محدود می شوند.این ویژگی طراحی سیستم تبعید گرما را ساده می کند و تراکم قدرت را افزایش می دهد.

ولتاژ مسدود کننده بالا: ماژول های قدرت ولتاژ بالا HV-SiC Mitsubishi می توانند ولتاژ مسدود کننده بیش از 10kV را به دست آورند، که آنها را به ویژه برای برنامه های ولتاژ بالا مانند شبکه های هوشمند مناسب می کند,انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) و محرک های صنعتی در مقیاس بزرگ.

مزایای سطح سیستم: داده های کاربردی واقعی نشان می دهد که سیستم هایی که از ماژول های تمام SiC استفاده می کنند می توانند مصرف انرژی را بیش از 30٪ در مقایسه با راه حل های سنتی IGBT مبتنی بر سیلیکون کاهش دهند.در حالی که به طور قابل توجهی کاهش اندازه و وزن سیستمبه عنوان مثال، در ایستگاه های شارژ خودروهای الکتریکی، ماژول های تمام SiC می توانند کارایی شارژ را تا 2-3٪ افزایش دهند در حالی که اندازه واحد قدرت را تا 40٪ کاهش می دهند.

موازنه هزینه-کارایی ماژول های برق هیبریدی SiC

ماژول های قدرت هیبریدی SiC یک رویکرد تکنولوژی سازش را اتخاذ می کنند، ترکیب دیود های مانع SiC Schottky (SBDs) با IGBT های مبتنی بر سیلیکون در همان ماژول.این طراحی یک تعادل خوب بین بهبود عملکرد و کنترل هزینه را به دست می آورد:

بهبود عملکرد دیود: دیود های چرخ آزاد در ماژول از SBD های SiC استفاده می کنند،از بین بردن کامل مشکلات مربوط به بازیابی معکوس دیود های سیلیکون و کاهش زیان های بازیابی معکوس بیش از 80٪این بهبود به طور قابل توجهی باعث کاهش سر و صدای سوئیچ و تلفات در هنگام خاموش شدن دیود می شود.

مزیت هزینه: با حفظ IGBT های مبتنی بر سیلیکون به عنوان دستگاه های سوئیچ، هزینه ماژول های هیبریدی SiC 30-50٪ کمتر از راه حل های تمام SiC است.دسترسی بیشتر به آنها برای برنامه های کاربردی حساس به قیمت.

سازگاری با طرح های موجود: الزامات محرک برای ماژول های هیبریدی SiC اساساً مشابه IGBT های استاندارد هستند.اجازه می دهد تا مهندسان عملکرد سیستم را بدون تغییر قابل توجهی در مدارهای محرک موجود ارتقا دهند، در نتیجه کاهش پیچیدگی مهاجرت طراحی.

ماژول های هیبریدی قدرت SiC میتسوبیشی به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا و بهبود عملکرد تدریجی دارند، مانند محرک های موتور صنعتی،تولید برق بادیو حمل و نقل راه آهن.

ویژگی های دستگاه های متمایز Mitsubishi SiC-MOSFET

دستگاه های متمایز Mitsubishi SiC-MOSFET انعطاف پذیری بیشتر و گزینه های سفارشی سازی بیشتری برای طراحی سیستم الکترونیک قدرت ارائه می دهند. بر خلاف ماژول های قدرت SiC یکپارچه،SiC-MOSFET های جدایی یافته به مهندسان اجازه می دهد تا به طور آزاد ساختار توپولوژی را انتخاب کنند، پیکربندی های طرح و راه حل های مدیریت حرارتی، آنها را به ویژه برای برنامه هایی که نیاز به پیکربندی های ویژه یا کسانی که دارای حساسیت هزینه های شدید هستند، مناسب می کند.

پارامترهای اصلی عملکرد و مزایا

دستگاه های متضاد Mitsubishi SiC-MOSFET چندین معیار عملکرد پیشرفته را نشان می دهند که امکاناتی جدید را برای طراحی الکترونیک قدرت باز می کند:

مقاومت کم: به لطف ویژگی های میدان الکتریکی تجزیه انتقادی بالا از مواد SiC،Mitsubishi SiC-MOSFET ها در مقایسه با MOSFET های مبتنی بر سیلیکون در همان ولتاژ رتبه پایین تر مقاومت (Rds ((on)) را به دست می آورندبه عنوان مثال، دستگاه هایی با ولتاژ 1200 ولت می توانند مقاومت 40mΩ یا کمتر را به دست آورند، که به طور قابل توجهی از دست دادن هدایت را کاهش می دهد.

سرعت سوئیچینگ فوق العاده سریع: زمان سوئیچینگ SiC-MOSFET ها معمولاً در ده ها نانوس ثانیه است، که یک درجه سریعتر از IGBT های سیلیکون است.این ویژگی نه تنها باعث کاهش تلفات سوئیچ می شود بلکه به سیستم اجازه می دهد تا در فرکانس های بالاتر کار کند، در نتیجه کاهش اندازه اجزای منفعل.

ویژگی های عالی دیود بدن: بر خلاف MOSFET های سیلیکونی، دیود بدن SiC-MOSFET ها کاهش ولتاژ جلو کمتری دارند و عملا هیچ بار بازیابی معکوس ندارند.امکان حذف دیودهای آزاد در برخی از کاربردهای خاص و ساده سازی طراحی مدار.

ثبات در دمای بالا: سی سی-MOSFET های میتسوبیشی در دمای بالا تغییرات حداقل در ترانسکوندکتیانس (gfs) و ولتاژ آستانه (Vth) را نشان می دهند.اطمینان از ویژگی های پیوستن پایدار در کل محدوده دمای عملیاتی.