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Power für Motion Control

Trends und Power-Lösungen für elektrische Antriebe

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40% weniger Verluste durch Hybrid-SiC-Module

Auch im Bereich der Hybrid-SiC-Leistungshalbleiter-Module (SiC; Siliziumkarbid) für Anwendungen mit hohen Schaltfrequenzen bietet Mitsubishi Electric bereits serienfertige IGBT-Module. Diese jüngste Erweiterung der Leistungshalbleiter-Modulbaureihe NFH ermöglicht es, die elektrische Verlustleistung um 40% zu senken. Ausgestattet mit SiC-Schottky-Barrier-Dioden (SBD) und Silizium-IGBTs bietet der Einsatz dieser Module den Entwicklern neben einer Erhöhung des Wirkungsgrades die Möglichkeit zur Verkleinerung und Gewichtsreduktion der Wechselrichter. Die Module sind für Schaltfrequenzen deutlich über 20 kHz konzipiert.

Die neuen Hybrid-SiC-Power-Module sind als Halbbrücke aufgebaut und für Sperrspannungen von 1200 V ausgelegt. Je nach Ausführung kann der Nennstrom zwischen 100 A und 600 A betragen. Sämtliche Gehäusetypen sind in ihren Abmessungen zu den konventionellen Leistungshalbleitermodulen der NFH-Baureihe kompatibel, in der sowohl Silizium-Dioden als auch Silizium-IGBTs verwendet werden.

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Die 100-A- und die 150-A-Module, die in einem Gehäuse mit den Abmessungen 48 mm x 94 mm untergebracht sind, weisen eine um etwa 30% geringere interne Induktivität auf als die konventionellen IGBT-Module. Die 200-A- bzw. 300-A-Module besitzen eine Bodenplatte mit den Abmessungen 62 mm x 108 mm, während die 400-A- und 600-A-Module mit einer Bodenplatte von 80 mm x 110 mm ausgestattet sind. Zu den typischen Anwendungen für die Hybrid-SiC-Power-Module zählen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) sowie Stromversorgungen für medizinische Geräte.

Dreiphasiger Brückengleichrichter

Auf Leistungselektronik spezialisierte Distributoren wie IS-LINE können wertvolle Dienste bei der Auswahl der für die jeweilige Anwendung passenden Komponenten leisten und Produkte verschiedener Hersteller unter Ausnutzung von Synergien in einer Applikation zusammenfügen. Gleichzeitig fungieren sie als Mittler zwischen den Forderungen aus der Praxis der Entwickler und den Herstellern. Ein gutes Beispiel hierfür sind die neuen dreiphasigen Brückengleichrichter von Powersem im ECO-PAC-Gehäuse mit einer Gesamtbauhöhe von 29 mm.

Ein Problem, mit dem viele Entwickler konfrontiert sind: Das IGBT-Modul und der Gleichrichter sollen gemeinsam und eben auf einen Kühlkörper montiert werden, weisen aber unterschiedliche Bauhöhen auf. Als Lösung produziert der Hersteller nun kundenspezifische Brückengleichrichter und hat dabei die Pin-Längen so verlängert, dass der Gleichrichter ohne Probleme auf einer Leiterplatte bestückt und mit dem IGBT-Modul auf einen Kühlkörper montiert werden kann. Auch entsprechende SiC-Gleichrichtermodule und Diodenmodule sind von Powersem erhältlich.

Isolierter Dual-Output für IGBT-Treiber

Auch für die Versorgung der typischen IGBT-Treiber finden sich im Portfolio von IS-LINE mit den DC/DC-Wandlern der MGJxx-Serien von Murata Power Solutions die passende Lösungen – sowohl für Standard- als auch für SiC-Anwendungen. Die DC/DC-Wandler werden mit 2 W, 3 W oder 6 W Leistung angeboten und bieten jeweils zwei Ausgänge. Die kompakten, gekapselten Produkte eignen sich zur Versorgung der high- und low-seitigen Gate-Treiber in Brückenschaltungen mit IGBTs und MOSFETs.

Die MGJxx-Serien erreichen mit Basis- und Zusatzisolation eine hohe Isolationsspannung von 5,2 kVDC und entsprechen dem international anerkannten Sicherheitsstandard UL60950. Die Serien bestehen aus jeweils 12 Modellen mit Nenn-Eingangsspannungen von 5 V, 12 V, 15 V und 24 V DC. Für jede Eingangsspannung stehen die drei Ausgangsspannungs-Kombinationen +15/-5 VDC, +15/-8,7 VDC und +20/-5 VDC (geeignet für SiC-IGBT-Gate-Treiber) zur Wahl. Die Bausteine der MGJ3- und MGJ6-Serien haben Triple Outputs, sind konfigurierbar und SMD-fähig.

Treffen Sie das Team der IS-Power in der Ausstellung des Praxisforums Elektrische Antriebstechnik am 25. März im Vogel Convention Center in Würzburg.

* Osman Çoban ist Executive Director IS-Power bei IS-LINE, Unterschleißheim.

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