Blog dell'azienda Fornitore Mitsubishi SiC Power Devices:SiC DIPIPM,SiC Power Module,SiC-MOSFET

Fornitore Mitsubishi SiC Power Devices:SiC DIPIPM,SiC Power Module,SiC-MOSFET

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.,come distributore professionale di componenti elettronici, sfrutta anni di esperienza nel settore e una catena di approvvigionamento stabile per fornire soluzioni di componenti elettronici per il mercato, compresi i chip 5G,circuiti integrati di nuova energia, IC IoT, IC Bluetooth, IC di rete per veicoli, IC di livello automobilistico, IC di comunicazione, IC di intelligenza artificiale, IC di memoria, IC di sensore, IC di microcontrollore, IC di ricevitore, IC Ethernet,Chip WiFiL'azienda ha sempre aderito al principio di "servire i clienti e beneficiare dei clienti".- fornire ai clienti componenti elettronici di alta qualità e diversificati.

La serie di dispositivi di alimentazione Mitsubishi SiC copre l'intera linea di prodotti dai dispositivi discreti ai moduli intelligenti, comprendendo principalmente tre categorie principali:

SiC DIPIPM (Dual In-Line Package Intelligent Power Module): una soluzione compatta che integra circuiti di azionamento e funzioni di protezione

Moduli di potenza in SiC: compresi i moduli completamente in SiC e i moduli ibridi in SiC, adatti a applicazioni da media a alta potenza

SiC-MOSFET: forma discreta del dispositivo, che offre flessibilità di progettazione e vantaggi di prestazioni ad alta frequenza

Questi prodotti sfruttano le proprietà fisiche uniche del materiale SiC, come l'elevata resistenza del campo di degradazione, l'elevata conducibilità termica e l'elevata velocità di deriva della saturazione elettronica,dimostrare vantaggi significativi in settori quali la generazione di energia da nuove energie, azionamenti per veicoli elettrici, azionamenti industriali a frequenza variabile e reti intelligenti.I dispositivi di alimentazione a SiC di Mitsubishi possono ridurre il consumo energetico del sistema di oltre il 30%, aumentare significativamente la densità di potenza, riducendo al contempo le dimensioni e il peso del sistema.

Caratteristiche dei moduli di alimentazione intelligenti Mitsubishi SiC DIPIPM

I DIPIPM Mitsubishi SiC rappresentano la direzione di sviluppo all'avanguardia della tecnologia dei moduli di alimentazione intelligenti.Questi moduli integrano MOSFET o SBD SiC (diodi di barriera Schottky) con circuiti di azionamento e funzioni di protezione in un pacchetto compatto a doppia linea, che fornisce ai progettisti di sistemi una soluzione plug-and-play ad alta efficienza.I DIPM SiC sfruttano appieno i vantaggi delle prestazioni dei materiali in carburo di silicio mantenendo i vantaggi della facilità di progettazione e dell'alta affidabilità, rendendoli particolarmente adatti ad applicazioni con limiti di spazio ma con requisiti di prestazione rigorosi.

Caratteristiche tecniche dei DIPIPM a SiC

I moduli SiC DIPIPM di Mitsubishi incorporano molteplici tecnologie innovative, con caratteristiche chiave tra cui:

Progettazione ad alta efficienza: utilizzando i MOSFET SiC come dispositivi di commutazione, il SiC DIPIPM riduce significativamente le perdite di on-resistenza e di commutazione rispetto ai tradizionali IGBT a base di silicio.I dati di prova mostrano che in condizioni di funzionamento identiche, le perdite totali dei DIPIPM a base di SiC possono essere ridotte di oltre il 40% rispetto agli IPM a base di silicio, con conseguente miglioramento dell'efficienza complessiva del sistema di 2,5 punti percentuali.

capacità di funzionamento ad alta frequenza:Le caratteristiche del materiale SiC consentono al DIPIPM di operare a frequenze di commutazione più elevate (fino a 100 kHz o più) senza incorrere in perdite di commutazione eccessive come i dispositivi a silicioQuesta caratteristica consente ai sistemi applicativi di utilizzare componenti passivi più piccoli (come induttori e condensatori), riducendo così le dimensioni e il peso del sistema.

Funzioni di protezione integrate: il modulo incorpora più circuiti di protezione, tra cui il blocco sotto tensione (UVLO), la protezione da sovraccarica (OCP), la protezione da sovra-temperatura (OTP),e protezione da cortocircuito (SCP)Queste funzioni di protezione sono realizzate tramite un circuito integrato di controllo dedicato, con tempi di risposta veloci come microsecondi,impedire efficacemente che i dispositivi di potenza vengano danneggiati a causa di condizioni anormali.

Gestione termica semplificata: a causa della capacità di funzionamento ad alta temperatura dei dispositivi SiC (temperatura massima di giunzione fino a 200 °C) e delle basse perdite,DIPIPM ha requisiti relativamente rilassati per i sistemi di dissipazione del caloreIn molte applicazioni, i semplici dissipatori di calore in alluminio o anche la dissipazione di calore in fogli di rame PCB possono soddisfare i requisiti, riducendo significativamente la complessità e il costo della progettazione termica del sistema.

Imballaggio compatto: adottando il fattore di forma standard del settore DIP (duplo pacchetto in linea), con spaziatura e disposizione ottimizzata tra i pin, facilita la progettazione del layout del PCB.La dimensione tipica dell'imballaggio è solo da un terzo a metà di quella delle IPM tradizionali, che lo rende particolarmente adatto per applicazioni incorporate con spazio limitato.

Confronto e analisi dei moduli di potenza completamente a SiC e dei moduli di potenza ibridi a SiC di Mitsubishi

In qualità di leader nel campo dei semiconduttori di potenza, Mitsubishi Electric offre due serie di prodotti principali: moduli di potenza SiC e moduli di potenza SiC ibridi,soddisfare i requisiti di prestazione e costi equilibrati di diversi scenari di applicazioneSebbene questi due tipi di moduli abbiano nomi simili, presentano differenze significative nell'architettura tecnica, nelle caratteristiche prestazionali e nel posizionamento delle applicazioni.Una comprensione approfondita di queste differenze è cruciale per gli ingegneri per fare la corretta selezione e ottimizzare la progettazione del sistema.

Vantaggi tecnici dei moduli di alimentazione completi in SiC

I moduli di potenza completamente a SiC di Mitsubishi sono fabbricati con materiale puro di carburo di silicio, con tutti i dispositivi di commutazione e i diodi nel modulo che sono semiconduttori a base di SiC,compresi principalmente i MOSFET SiC e i SBD SiC (diodi di barriera Schottky). Questa architettura all-SiC offre molteplici vantaggi di prestazioni:

Perdite di commutazione ultra basse: i MOSFET SiC hanno velocità di commutazione estremamente veloci, con perdite di energia durante i processi di accensione e spegnimento che sono solo da 1/5 a 1/10 di quelle dei IGBT in silicio.Questa caratteristica rende i moduli completi in SiC particolarmente adatti alle applicazioni di commutazione ad alta frequenza, come la fase di potenziamento DC-DC negli inverter solari.

Capacità di funzionamento ad alta temperatura: le caratteristiche di ampia banda del materiale SiC (3,26 eV) consentono di funzionare in modo affidabile a temperature di giunzione pari o superiori a 200 °C;considerando che i dispositivi tradizionali in silicio sono in genere limitati a temperature inferiori a 150 °C;Questa caratteristica semplifica la progettazione del sistema di dissipazione del calore e aumenta la densità di potenza.

Alta tensione di blocco: i moduli di potenza ad alta tensione HV-SiC di Mitsubishi possono raggiungere tensioni di blocco superiori a 10 kV, rendendoli particolarmente adatti alle applicazioni ad alta tensione come le reti intelligenti,trasmissione di corrente continua ad alta tensione (HVDC) e azionamenti industriali su larga scala.

Benefici a livello di sistema: i dati di applicazione effettivi mostrano che i sistemi che utilizzano moduli completi di SiC possono ridurre il consumo energetico di oltre il 30% rispetto alle soluzioni IGBT tradizionali a base di silicio.riducendo significativamente le dimensioni e il peso del sistemaPer esempio, nelle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici, i moduli completi in SiC possono aumentare l'efficienza di ricarica del 2-3% riducendo al contempo la dimensione dell'unità di alimentazione del 40%.

Bilancio costi-efficacia dei moduli di alimentazione ibridi a SiC

I moduli di potenza ibridi SiC adottano un approccio tecnologico di compromesso, combinando diodi di barriera SiC Schottky (SBD) con IGBT a base di silicio nello stesso modulo.Questa progettazione consente un buon equilibrio tra miglioramento delle prestazioni e controllo dei costi:

Miglioramento delle prestazioni dei diodi: i diodi a rotazione libera nel modulo utilizzano SBD SiC,eliminare completamente i problemi inerenti al recupero inverso dei diodi di silicio e ridurre le perdite di recupero inverso di oltre l'80%Questo miglioramento riduce significativamente il rumore di commutazione e le perdite durante la disattivazione dei diodi.

vantaggio in termini di costi: mantenendo gli IGBT a base di silicio come dispositivi di commutazione, il costo dei moduli ibridi SiC è inferiore del 30-50% rispetto alle soluzioni a base di SiC,rendendoli più accessibili per applicazioni sensibili ai prezzi.

Compatibilità con i progetti esistenti: i requisiti di azionamento dei moduli ibridi SiC sono sostanzialmente gli stessi dei moduli IGBT standard,consentire agli ingegneri di migliorare le prestazioni del sistema senza modificare significativamente i circuiti di azionamento esistenti, riducendo così la complessità della migrazione del progetto.

I moduli di alimentazione ibridi a SiC di Mitsubishi sono particolarmente adatti per applicazioni che richiedono un'elevata affidabilità e miglioramenti graduali delle prestazioni, come i motori industriali,produzione di energia eolica, e dei trasporti ferroviari.

Caratteristiche dei dispositivi discreti Mitsubishi SiC-MOSFET

I dispositivi discreti Mitsubishi SiC-MOSFET offrono una maggiore flessibilità e opzioni di personalizzazione per la progettazione di sistemi di elettronica di potenza.I discreti SiC-MOSFET consentono agli ingegneri di selezionare liberamente le strutture topologiche, configurazioni di layout e soluzioni di gestione termica, rendendoli particolarmente adatti per applicazioni che richiedono configurazioni speciali o quelle con estrema sensibilità dei costi.

Parametri e vantaggi fondamentali di prestazione

I dispositivi discreti Mitsubishi SiC-MOSFET dimostrano diverse metriche di performance rivoluzionarie, aprendo nuove possibilità per la progettazione di elettronica di potenza:

Bassa resistenza: grazie alle elevate caratteristiche del campo elettrico di degradazione critica del materiale SiC,I Mitsubishi SiC-MOSFET raggiungono una resistenza di accensione inferiore (Rds ((on)) rispetto ai MOSFET a base di silicio alla stessa tensione nominaleAd esempio, i dispositivi con tensione nominale di 1200 V possono ottenere una resistenza di accensione inferiore o uguale a 40 mΩ, riducendo significativamente le perdite di conduzione.

Velocità di commutazione ultra-veloce: il tempo di commutazione dei SiC-MOSFET è tipicamente nelle decine di nanosecondi, che è di un ordine di grandezza più veloce degli IGBT in silicio.Questa caratteristica non solo riduce le perdite di commutazione, ma consente anche al sistema di operare a frequenze più elevate, riducendo così le dimensioni dei componenti passivi.

Eccellenti caratteristiche del corpo del diodo: a differenza dei MOSFET al silicio, il diodo del corpo dei MOSFET al SiC ha un calo di tensione più basso e praticamente nessuna carica di recupero inverso,che consente l'eliminazione dei diodi esterni a rotazione libera in alcune applicazioni e semplifica la progettazione dei circuiti.

Stabilità ad alta temperatura: i Mitsubishi SiC-MOSFET presentano variazioni minime della transconduttanza (gfs) e della tensione di soglia (Vth) ad alte temperature,garantire caratteristiche di commutazione stabili su tutta l'intera gamma di temperature di funzionamento.