Perkėlimo formų IPM šeima „SLIMDIP“ su 5A/15A 600V RC (atvirkštinio laidumo) – IGBT kompaktiškame korpuse

1 paveikslas: Pateikta RC-IGBT, LVIC ir HVIC bei integruotų „bootstrap“ grandinių vidinė blokinė schema.

RC-IGBT privalumai

RC-IGBT technologija SLIMDIP gamybos procesui pirmiausia naudinga surinkimo procese, nes ji yra paprastesnė, tarp lusto ir diodo yra perpus mažiau jungčių, o aliuminio laidais nuo IGBT iki diodo nėra laidumo. Laisvo srauto funkcijos buvimas RC-IGBT luste, pvz., be išoriškai prijungto specialaus diodo, taupo vietą modulyje ir leidžia sukurti ekonomišką bei kompaktišką korpuso dizainą.

2 pav.: SLIMDIP nuotrauka

Korpuso dizainas

Naujasis SLIMDIP korpusas yra DUAL INLINE koncepcijos, žinomos iš 6-osios „Super Mini DIPIPM“ versijos, tęsinys, tačiau su toliau tobulintu nešiklio rėmu ir integruotomis funkcijomis. Kompaktiškas korpusas, kurio matmenys vos 18,8 mm x 32,8 mm, turi valdymo gnybtus, išdėstytus zigzago raštu, užtikrinant tinkamą skylių tarpą, ir išorinį žiedą, leidžiantį išvengti brangių spausdintinių plokščių gamybos procesų, tokių kaip smulkaus žingsnio raštai ir pan. Valdymo ir maitinimo gnybtų struktūra ir išdėstymas parodyti 2 paveiksle.

3 paveikslas: parodytas patobulintas kontaktų išdėstymas

Gnybtų išdėstymas buvo dar labiau patobulintas, palyginti su „Super Mini DIPIPM“ dizainu, nes įkrovos kondensatoriai turi atskirus gnybtų paskirstymus, o jungiamųjų spausdintinių plokščių trasų po SLIMDIP poraštės sritimi iki atitinkamo išvesties gnybto nebereikia.

Todėl patobulintas nešiklio rėmo gnybtų paskirstymas supaprastina spausdintinių plokščių projektavimą ir palengvina sąnaudų požiūriu optimizuotą grandinės projektavimą, siekiant įgyvendinti visą... variklio pavara vienoje spausdintinės plokštės pusėje. Kaip parodyta šiame paveikslėlyje, SLIMDIP pasižymi atviro emiterio struktūra, kuri leidžia matuoti fazių sroves, kai įjungti visi žemosios pusės IGBT, pavyzdžiui, esant žemesnei nulinio vektoriaus impulsų pločio moduliacijos (PWM) fazei. Jei pasirinktas kaip paviršinio montavimo įrenginys, šunto rezistoriai puikiai telpa po SLIMDIP pagrindu ir atitinkamai sumažina visos nuolatinės srovės jungties struktūros vidinį induktyvumą.

Našumo palyginimas

Be patobulinto naujojo SLIMDIP korpuso dizaino, šiame naujai sukurtame įrenginyje pasiekta nemažai našumo patobulinimų. Iš tiesų, maksimali korpuso temperatūra buvo nurodyta aukščiau: anksčiau „Super Mini DIPIPM“ korpusui buvo nurodyta maksimali 100 °C korpuso temperatūra, o naujojo SLIMDIP maksimali korpuso temperatūra buvo padidinta iki 115 °C. Dėl šio išplėtimo vidinės temperatūros ribos (OT) specifikacija buvo atitinkamai pakoreguota ir dabar prasideda nuo 115 °C. Kalbant apie izoliacijos įtampą, specifikacija buvo padidinta daugiau nei 500 Vrms – nuo ​​1500 Vrms „Super Mini DIPIM“ iki 2000 Vrms „SLIMDIP“. Kartu su kompaktiškesniais korpuso matmenimis šie patobulinimai apibendrinti 1 lentelėje, kurioje parodytos išplėstos SLIMDIP specifikacijos.

4 pav. Vertinimo plokštė

Apsaugos funkcijos:

Galios pakopos apsauga yra svarbi IPM užduotis, o LVIC ir HVIC valdymo skyriuje naudojama speciali grandinė, kuri taip pat apima lygio keitimo funkciją. Apsauga nuo įtampos kritimo ir trumpojo jungimo yra standartinės apsaugos funkcijos, integruotos į „Transfer Mold IPM“ modulius. Tačiau, kaip naujovė, naujai sukurtas SLIMDIP turi šiluminės apsaugos funkciją, vadinamą „apsauga nuo perkaitimo“, ir tuo pačiu metu generuoja tikslų signalą, proporcingą „VOT“ temperatūrai, kuris leidžia imtis veiksmų, kai artėja šiluminė riba, pvz., perkaitimo slenkstis, siekiant išvengti staigaus disko išjungimo.

1 lentelė: Išplėstinė SLIMDIP specifikacija

Vertinimo platforma:

SLIMDIP savybes ir naujas išplėstines funkcijas galima patikrinti naudojant sukurtą vertinimo plokštę. Nuotraukoje parodyta vertinimo platforma, kurioje naudojamas įvesties lygintuvas, nuolatinės srovės jungties kondensatoriai, 15 V / 5 V nuolatinės srovės keitiklis ir izoliuota įvesties grandinė, skirta saugiam prijungimui prie mikroprocesoriaus plokštės.

Plokštėje naudojami maitinimo jungčių, pvz., kintamosios srovės įvesties, trifazio variklio jungiklio ir kt., gnybtų blokai, kurie leidžia greitai prijungti laidus prie šios vertinimo plokštės. Valdymo gnybtų pusėje yra standartinė JST tipo savaime užsifiksuojanti jungtis, skirta saugiam valdymo signalų prijungimui prie vertinimo plokštės.

Nuorodos

[1] S. Noda, K. H. Hussein, S. Yamada, G. Majumdar, T. Yamada, E. Thal ir G. Debled, „Naujas itin kompaktiškas intelektualus maitinimo modulis“, Proc. 1997 PCIM Europe, Niurnbergas, Vokietija, „Power Conversion“, t. 34, p. 1–10.
[2] K. Satoh, T. Iwagami, H. Kawafuji, S. Shirakawa, M. Honsberg, E. Thal: „Naujas 3A/600V perdavimo formos IPM su RC (atvirkštinio laidumo) – IGBT“, 2006 PCIM Europe
[3] H. Iwamoto, E. Motto, J. Achhammer, M. Iwasaki, M. Seo, T. Iwagami, „Naujas išmanusis galios modulis prietaisų variklių valdymui“, 2000 PCIM Europe,
[4] M. Iwasaki, T. Iwagami, M. Fukunaga, X. Kong, H. Kawafuji, G. Majumdar, „Naujos versijos išmanusis galios modulis didelio našumo variklių valdymui“, 2004 PCIM China,
[5] T. Sasaki, H. Takao, T. Shikano, S. Fujita, D. Nakajima, T. Shinohara, „Didelės srovės perdavimo liejimo tipo galios modulio, pasižyminčio dideliu karščio ciklo patvarumu, sukūrimas“, 2004 ISPSD Kitakyushu,
[6] H. Takahashi, A. Yamamoto, S. Aono, T. Minato, „1200 V atvirkštinio laidumo IGBT“, 2004 ISPSD Kitakyushu