IGBT-Modul mit höchster Stromdichte: 4,9 A/cm² für 3-Level-Umrichter

Nürnberg, 27. April 2011 - Semikron präsentiert das neue MiniSKiiP IGBT-Leistungshalbleitermodul jetzt auch in 3-Level-Topologie. Mit 4,9 A/cm², dem höchsten Nennstrom pro Modulfläche im Vergleich zum Wettbewerb, und einem Leistungszweig pro Modul lassen sich kompakte Umrichter mit Ausgangsleistungen bis 85 kVA realisieren. Das Modul zeichnet sich durch eine einfache und schnelle Montage mit nur einer Schraube aus. Es ist optimiert für eine effiziente Fertigung von 3-Level-Solarwechselrichtern und unterbrechungsfreien Stromversorgungen.

Der Nennstrom pro Modulfläche ist beim MiniSKiiP bis zu zwei Mal so groß ist wie bei anderen 3-Level-Modulen. Da keine massiven Stromschienen zwischen den drei Phasen/Modulen notwendig sind, können Umrichter kleiner gebaut werden. Die Sperrspannung der eingesetzten IGBTs und Dioden wurde auf 650 V angehoben, um Zwischenkreisspannungen von 900 V für Anwendungen im US-Markt, für das dortige dreiphasige 480-V-Netz, zu ermöglichen. In jedem Modul findet ein 3-Level-Zweig mit je zehn Leistungshalbleitern Platz.

Die MiniSKiiP Modulplattform ist mit über 15 Mio. Modulen weltweit in Antrieben und Frequenzumrichtern verbaut. Dieser Erfolg wird mit der neuen 3-Level-Topologie zur Steigerung des Wirkungsgrades und der Effizienz von Stromumrichtern fortgesetzt. Das Modul wird mit dem Kühlkörper und der Ansteuerplatine durch eine Schraube bis 150 A Modul-Nennstrom, bzw. zwei Schrauben bis 200 A Nennstrom in einem einzigen Schritt elektrisch und thermisch verbunden. Dadurch kann bei der Montage auf Lötanlagen und zeitaufwändige Lötprozesse verzichtet werden. Bei Leistungen von Solarumrichtern ab 60 kVA, d.h. ab 150 A Nennstrom, wurden bisher Module mit Schraubanschlüssen für Stromschienen eingesetzt. Mit dem MiniSKiiP 200 A 3-Level-Modul können bei Umrichtern bis 85 kVA Stromschienen durch die günstigeren Leiterplatten ersetzt werden. Die aufwändige Montage von bis zu acht Schrauben wird auf zwei Schrauben reduziert.

„Die 3-Level-Technologie wird bei Solarumrichtern und unterbrechungsfreien Stromversorgungen wegen des höheren Wirkungsgrades in den nächsten Jahren zum Standard werden“ analysiert Thomas Graßhoff, Leiter Produktmanagement International, die Trends dieser Märkte. „Nun bieten wir mit dem MiniSKiiP ein Halbleitermodul für 3-Level-Anwendungen an, das sich durch seine einfache und schnelle Montage im Antriebsmarkt durchgesetzt hat.“

Das 3-Level-Produktspektrum umfasst Nennströme von 20 A bis 600 A. Bis 150 A mit SEMITOP Lötmodulen, bis 200 A mit MiniSKiiP Federkontaktmodulen und bis 600 A mit SKiM Schraubmodulen.