【導讀】三菱電機從1997年開始將DIPIPM產(chǎn)品化，廣泛應用于空調(diào)、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(shè)備。本公司的DIPIPM功率模塊采用壓注模結(jié)構(gòu)，由功率芯片和具有驅(qū)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(diào)整了開關(guān)速度等特性。搭載驅(qū)動電路、保護電路、電平轉(zhuǎn)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(nèi)置BSD（Bootstrap Diode），可減少外圍元件數(shù)量。因此，DIPIPM使逆變器外圍電路的設(shè)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(shè)計時間。
在Si-IGBT的DIPIPM基礎(chǔ)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。
三菱電機從1997年開始將DIPIPM產(chǎn)品化，廣泛應用于空調(diào)、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(shè)備。本公司的DIPIPM功率模塊采用壓注模結(jié)構(gòu)，由功率芯片和具有驅(qū)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(diào)整了開關(guān)速度等特性。搭載驅(qū)動電路、保護電路、電平轉(zhuǎn)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(nèi)置BSD（Bootstrap Diode），可減少外圍元件數(shù)量。因此，DIPIPM使逆變器外圍電路的設(shè)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(shè)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(shù)在世界各國越來越受到重視，變頻技術(shù)的應用范圍也相應擴大。例如，在空調(diào)設(shè)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(shù)為基礎(chǔ)，于2016年產(chǎn)品化了“超小型全SiC DIPIPM”。圖1為產(chǎn)品外觀，圖2為內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖1：產(chǎn)品外觀
圖2：內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
超小型全SiC DIPIPM采用6個SiC-MOSFET構(gòu)成三相逆變橋，HVIC和LVIC（Low Voltage IC）負責驅(qū)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(qū)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(nèi)部電路圖。
圖3：內(nèi)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(shù)，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(chǎn)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(chǎn)品的主要特點如下：
? 搭載SiC-MOSFET，降低導通電阻，與傳統(tǒng)產(chǎn)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(shù)，柵極驅(qū)動無需負偏置電壓；
? 確保與以往產(chǎn)品相同封裝及管腳配置的兼容性；
? 電流額定值15A、25A/600V；
? 內(nèi)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(jīng)在市場上取得了良好的業(yè)績記錄，主要用于空調(diào)設(shè)備。本公司今后將繼續(xù)擴充搭載SiC-MOSFET的DIPIPM產(chǎn)品陣容，并適當開發(fā)適合市場需求的產(chǎn)品。從而支持白色家電和工業(yè)設(shè)備等小容量逆變器設(shè)備的節(jié)能化，為保護地球環(huán)境做出貢獻。
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