三菱電機超小型全SiC DIPIPM解析

在Si-IGBT的DIPIPM基礎上，三菱電機開發(fā)了超小型全SiC DIPIPM，保持相同的封裝及管腳配置。本文帶你一覽超小型全SiC DIPIPM的優(yōu)勢。

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三菱電機從1997年開始將DIPIPM產品化，廣泛應用于空調、洗衣機、冰箱等白色家用電器，以及通用變頻器、機器人等工業(yè)設備。本公司的DIPIPM功率模塊采用壓注模結構，由功率芯片和具有驅動及保護功能的控制IC芯片組成。通過優(yōu)化功率芯片和控制IC，預先調整了開關速度等特性。搭載驅動電路、保護電路、電平轉換電路的HVIC（High Voltage IC），可通過CPU或微機的輸入信號直接控制，通過單電源化和消除光耦來減小電路板尺寸，并實現(xiàn)高可靠性。另外，內置BSD（Bootstrap Diode），可減少外圍元件數量。因此，DIPIPM使逆變器外圍電路的設計變得更加容易，有助于客戶逆變器電路板的小型化和縮短設計時間。

近年來，隨著全球環(huán)境保護意識的提高，節(jié)能技術在世界各國越來越受到重視，變頻技術的應用范圍也相應擴大。例如，在空調設備行業(yè)，世界各國都制定了節(jié)能標準，預計今后將進一步加強限制值。本公司為了應對白色家電等小容量逆變器單元的進一步節(jié)能化，以本公司此前積累的DIPIPM技術為基礎，于2016年產品化了“超小型全SiC DIPIPM”。圖1為產品外觀，圖2為內部結構圖。

圖1：產品外觀

圖2：內部結構圖

超小型全SiC DIPIPM采用6個SiC-MOSFET構成三相逆變橋，HVIC和LVIC（Low Voltage IC）負責驅動和保護SiC-MOSFET。利用BSD和外接電容，與目前搭載Si-IGBT的DIPIPM一樣，可以單電源驅動。此外，HVIC可將溫度信息以模擬電壓信號輸出，有助于提高逆變器系統(tǒng)的功能安全性。圖3顯示了超小型全SiC DIPIPM的內部電路圖。

圖3：內部電路圖

超小型全SiC DIPIPM上搭載的SiC-MOSFET，采用本公司開發(fā)的獨特柵極氧化膜形成工藝和新型元胞縮窄技術，實現(xiàn)了低導通電阻和高閾值電壓。與搭載Si-IGBT的本公司原有產品“超小型DIPIPM Ver.6”系列相比，實現(xiàn)了功率損耗約70%以上的大幅度降低。

圖4：功率損耗對比

該產品的主要特點如下：

搭載SiC-MOSFET，降低導通電阻，與傳統(tǒng)產品相比，功率損耗降低70%以上（圖4）；

通過降低反向恢復電流可實現(xiàn)低噪聲系統(tǒng)（圖5）；

搭載高Vth SiC-MOSFET專有技術，柵極驅動無需負偏置電壓；

確保與以往產品相同封裝及管腳配置的兼容性；

電流額定值15A、25A/600V；

內置保護功能，可實現(xiàn)SiC MOSFET的安全穩(wěn)定工作；

圖5：噪聲對比

自2016年以來，超小型全SiC DIPIPM已經在市場上取得了良好的業(yè)績記錄，主要用于空調設備。本公司今后將繼續(xù)擴充搭載SiC-MOSFET的DIPIPM產品陣容，并適當開發(fā)適合市場需求的產品。從而支持白色家電和工業(yè)設備等小容量逆變器設備的節(jié)能化，為保護地球環(huán)境做出貢獻。

※DIPIPM是三菱電機株式會社的商標

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<關于三菱電機>

三菱電機創(chuàng)立于1921年，是全球知名的綜合性企業(yè)。截止2024年3月31日的財年，集團營收52579億日元（約合美元348億）。作為一家技術主導型企業(yè)，三菱電機擁有多項專利技術，并憑借強大的技術實力和良好的企業(yè)信譽在全球的電力設備、通信設備、工業(yè)自動化、電子元器件、家電等市場占據重要地位。尤其在電子元器件市場，三菱電機從事開發(fā)和生產半導體已有68年。其半導體產品更是在變頻家電、軌道牽引、工業(yè)與新能源、電動汽車、模擬/數字通訊以及有線/無線通訊等領域得到了廣泛的應用。