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Anwendungen zur Leistungsumwandlung mussten schon immer hohe Effizienz bei gleichzeitiger Einhaltung der geforderten Stromqualität gewährleisten. Das Oberwellenprofil am Ausgang lässt sich durch Erhöhung der Schaltfrequenz verbessern. Eine höhere Schaltfrequenz beeinträchtigt jedoch die Effizienz des Wechselrichters. Traditionell dienten zweistufige Wechselrichter mit ihrer scheinbar einfachen Topologie der Industrie, bei der Entwickler stets ein Gleichgewicht zwischen Effizienz und...

Am 29. September 2015 brachte die MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION das erste Produkt ihrer neuen Hochspannungs-IGBT-Produktfamilie X-Serie [1] auf den Markt – ein IGBT-Modul mit einer Sperrspannung von 6500 V und einem Nennstrom von 1000 A. Der CM1000HG-130XA ist das leistungsstärkste Bauteil der Branche in dieser Spannungsklasse (Betriebstemperatur 150 °C). Ein zentrales Designmerkmal der X-Serie ist die Kombination der bewährten Gehäusetechnologie der R-Serie mit neu entwickelten...

Die Hauptanwendungen von 3300-V-IGBT-Modulen, wie Traktion, Mittelspannungsantriebe sowie Energieübertragung und -verteilung, erfordern die absolute Minimierung von Feldausfällen. Unter Berücksichtigung aller möglichen Worst-Case-Betriebsbedingungen muss der sichere Betrieb des Geräts innerhalb seiner technischen Spezifikationen gewährleistet sein. In der Praxis lassen sich jedoch nicht immer alle Worst-Case-Szenarien, die im realen Feldbetrieb auftreten können, vorhersehen. Daher ist es...

Die Topologie des Leistungsmoduls ist eine Halbbrücke. Hauptziel bei der Entwicklung eines solchen Dualmoduls ist die Reduzierung der internen parasitären Induktivität. Um die interne Spannungsspitze zu minimieren – eine der Einschränkungen für die Einhaltung des maximalen Ausgangsstroms des Wechselrichters innerhalb des RBSOA (Reverse Safe Operation Area) – ist die Reduzierung der parasitären Induktivität des Moduls notwendig. Jede neue Generation integrierter Schaltungen weist einen...

Die aktuell erhältlichen SiC-Leistungsmodule von Mitsubishi Electric (siehe Abbildung 1) gehören zur ersten Phase der Kommerzialisierung der SiC-Technologie, die um das Jahr 2010 begann.

Die neue SCALE-iFlex LT NTC-Gate-Treiberfamilie von PI liefert Daten mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) und ermöglicht so ein präzises Wärmemanagement von Umrichtersystemen sowie eine optimale Stromanpassung. Dadurch wird die Systemzuverlässigkeit von erneuerbaren Energien und Bahnsystemen mit mehreren parallel geschalteten Modulen deutlich verbessert.

Dieser Text bietet praktische Hilfestellung für alle, die Sicherheitsanforderungen in Industrieanlagen bewerten müssen, in denen brennbare Partikel (Staub) in großen Mengen verarbeitet werden. Aus Sicht der Anlagensicherheit ist es ratsam, Staub zu untersuchen, um das Risiko zu bestimmen. Welche Stäube sollten untersucht werden? Welche Tests sind erforderlich? Wann können Werte aus veröffentlichten Quellen verwendet werden? Diese und weitere Fragen werden im Folgenden behandelt. Ziel ist es,...

Mitsubishi Electric begann Mitte der 1990er-Jahre mit der Entwicklung von 4500-V-IGBTs. Die Kommerzialisierung von Standard-IGBT-Modulen dieser Spannungsklasse startete Anfang der 2000er-Jahre. Diese boten eine effizientere und kompaktere Lösung im Vergleich zu den damals erhältlichen 4500-V-GTO-Bauelementen in Pressgehäusebauweise. Die Entwicklung wurde primär durch Anwendungen im Bahnsektor und in Mittelspannungsantrieben vorangetrieben. Mittlerweile ist eine breite Palette von...

Siliziumkarbid-Halbleiterchips (SiC) gelten als eine bedeutende Innovation in der modernen Leistungselektronik. Im Vergleich zu klassischen Siliziumchips (Si) ermöglichen SiC effizientere und kompaktere Wandler, wodurch Strom und wertvolle Materialien eingespart werden.

Mit der zunehmenden Anzahl und Komplexität elektronischer Geräte gewinnt die Gewährleistung ihres harmonischen Zusammenwirkens und ihrer Kompatibilität immer mehr an Bedeutung. Daher ist es wichtig, die Wichtigkeit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) hervorzuheben. Im Folgenden werden einige Schlüsselaspekte genannt, die ihre Bedeutung unterstreichen:

Die SiC-Forschung in Japan wird von der NEDO (New Energy and Industrial Development Organization) koordiniert. Die NEDO ist Japans größte öffentliche Forschungs- und Entwicklungsorganisation und steuert Innovationsbemühungen in strategischen Richtungen. Die Entwicklung von hochdichten SiC-Leistungsmodulen mit hoher Isolationsspannung ist einer der Forschungsschwerpunkte der NEDO, und Mitsubishi Electric ist ein wichtiger Akteur auf diesem Gebiet [2]. Viele der in diesem Artikel erwähnten...

Hier sind einige wichtige Punkte, die Sie bei der Entwicklung Ihrer Geräte unter Berücksichtigung der EMV-Vorschriften beachten sollten:

Mitsubishi Electric verfügt seit Beginn dieses Jahrhunderts über langjährige Erfahrung in der Entwicklung von 1700-V-Modulen für Bahnanwendungen. In diesem Jahr stellte Mitsubishi Electric die neueste Generation von 1700-V-IGBT-Leistungsmodulen der X-Serie vor, die speziell auf die Anforderungen von Bahnanwendungen zugeschnitten ist. Abbildung 1 zeigt die historische Entwicklung der 1700-V-HVIGBT-Module und verdeutlicht die kontinuierliche Reduzierung der IGBT-Vorwärtsspannung. Diese trägt...

Leistungselektronik ist im Betrieb extremen Umgebungsbedingungen wie Staub, Temperatur, Feuchtigkeit, Vibrationen und Chemikalien ausgesetzt. Das Temperatur- und Feuchtigkeitsprofil variiert stark je nach Anwendung und Einsatzort.

Moderne elektronische Geräte werden in unterschiedlichsten Umgebungen eingesetzt und sind vielfältigen Betriebsbedingungen ausgesetzt. Ihre Zuverlässigkeit ist für die Nutzer daher von größter Bedeutung. Im Folgenden sind einige Faktoren aufgeführt, die die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit elektronischer Geräte beeinflussen:

Die Schaltfrequenz in diesen Anwendungen liegt typischerweise über 20 kHz und übersteigt damit den Bereich, für den Standard-Industrie-IGBT-Module optimiert sind. Mitsubishi Electric bietet seit einigen Jahren eine spezielle IGBT-Modulreihe für diese Hochfrequenzanwendungen an: die NFH-Serie. Um die Schaltverluste zu reduzieren, verwendet sie IGBTs mit einem optimalen Kompromiss zwischen Vorwärtsspannung VCE(SAT) und Kühlverlusten EOFF. Als weiteren Innovationsschritt integriert Mitsubishi...

Eine geeignete Schaltungsentwicklung und ein entsprechendes Layout dienen dazu, elektromagnetische Störungen zu minimieren und die Immunität gegenüber externen Störungen zu gewährleisten. Im Folgenden werden einige wichtige Aspekte der EMV-bezogenen Schaltungsentwicklung und des Layouts erläutert:

Die Reduzierung von Kohlendioxid und ein verantwortungsvoller Umgang mit Strom sind entscheidende Faktoren für eine nachhaltigere Gesellschaft der Zukunft. Siliziumkarbid (SiC) kann dank seiner hervorragenden physikalischen Eigenschaften dazu beitragen, noch mehr Strom zu sparen und leistungselektronische Umrichter kompakter zu gestalten, wodurch der Verbrauch wertvoller Materialien und Ressourcen reduziert wird.