Рубрики
Источники питания

Семейство IGBT SEMiX – мост меж прошедшим и будущим

а Семейство IGBT SEMiX – мост меж прошедшим и будущим Андрей Колпаков Жесткая конкурентность и растущие требования по сбережению энергии, эффективности и миниатюризации силовых преобразовательных

а
Семейство IGBT SEMiX – мост меж прошедшим и будущим Андрей Колпаков

Жесткая конкурентность и растущие требования по сбережению энергии, эффективности и миниатюризации силовых преобразовательных устройств требуют от фирм неизменного улучшения характеристик компонент, совершенствования технологий. На каждогодней интернациональной выставке по силовой электронике PCIM-2005 компанией SEMIKRON было представлено новое поколение выпрямителей в конструктиве SEMiX [1]. SEMIKRON первым из производителей разработал выпрямительные мосты в сверхплоских корпусах, в каких годом ранее была выпущена серия силовых модулей IGBT. Предлагаемая серия частей является «мостом» к созданию маленьких плоских конструкций конверторов с максимально малыми значениями распределенных индуктивностей силовых шин.

Семейство IGBT SEMiX появилось в производственной программке SEMIKRON чуток более одного года вспять, а в 2005 году компанией был разработан спец драйвер SKYPER, созданный для управления модулями данной серии. Умственные силовые модули, построенные на базе SEMiX, SKYPER и адаптерных плат, осуществляющих механическую связь силовых ключей с драйверами, были одними из главных экспонатов щита SEMIKRON на выставке PCIM-2005. Предлагаемая конструкция обладает очень высочайшей степенью «интеллектуализации» — не считая всех базисных функций защиты и мониторинга драйвер SKYPER имеет изолированный интерфейс и интегрированный изолированный DC-DC конвертор [2, 3].

Выпуск выпрямителей серии SEMiX определяет новые эталоны в разработке малогабаритных силовых преобразовательных устройств. Наличие выпрямительных мостов и модулей IGBT в схожем корпусе позволяет применить для их соединения одну DC-шину с разнесенными по бокам входными и выходными терминалами, как показано на рис. 1 и рис. 2. Внедрение таковой шины содействует упрощению конструкции преобразователей, уменьшению паразитных индуктивностей линий связи, что, соответственно, увеличивает надежность работы в динамических режимах.

На одном монтажном уровне располагаются не только лишь входной выпрямитель и силовые каскады инвертора, да и платы управления, как показано на рис. 1. При использовании полууправляемого выпрямителя, также доступного сейчас в конструктиве SEMiX, на нем может быть установлен один из выпускаемых SEMIKRON драйверов тиристоров. На общей DC шине устанавливается также банк конденсаторов, при всем этом в ряде всевозможных случаев отпадает необходимость в снабберах, потому что обеспечивается малое расстояние меж силовыми модулями и конденсаторами шины. Понижение уровня распределенной индуктивности позволяет уменьшить уровень переходных перенапряжений, сделать лучше электрическую сопоставимость.

Более 30 лет разработчики всего мира употребляют выпрямительные мосты и модули IGBT в стандартных конструктивах с верхним расположением терминалов. Для их соединения и подключения существует несколько вариантов конструкции шин, обеспечивающих применимые значения паразитных индуктивностей. Но растущие требования рынка по увеличению уровня эффективности и сбережения энергии востребовали кардинального конфигурации подхода к эталонам силовой электроники. В первый раз модули плоской конструкции ECONO+ с силовыми терминалами, расположенными по бокам, были представлены компанией EUPEC Спустя некое время SEMIKRON выпустил на рынок серию модулей IGBT с рабочим напряжением 600, 1200 и 1700 В и током от 100 до 900 А. Посреди компонент серии — полумостовые модули SEMiX 2, 3, 4 (рис. 3а, b, c) и трехфазные: SEMiX 33 (рис. 3d) с током до 700 А и SEMiX 13 с током до 200 А (рис. 3e).

Сейчас данный тип компонент становится новым фабричным эталоном. Фактически все многообещающие разработки, как на Западе, так и в Рф, нацелены на применение модулей данной конструкции, что обосновано их явными преимуществами:

  • однообразный метод крепления модулей различных типоразмеров;
  • наименьший уровень статических и динамических утрат;
  • более высочайшая плотность тока;
  • простота установки драйвера;
  • разнесенные силовые терминалы DC-шины и АС-выхода;
  • простота подключения DC-шины, наименьшие значения распределенных характеристик;
  • возможность сотворения малогабаритных плоских конструкций.

Очень принципиально, что благодаря отработанной технологии производства при иных равных критериях данные элементы не дороже модулей в стандартных корпусах с соизмеримыми электронными чертами. Но для того чтоб инвертор, построенный с внедрением низкопрофильных модулей IGBT, очень показал все свои достоинств