Модуль IGBT 7-го поколения серии X для повышения энергосбережения на железнодорожном транспорте

№ 6’2020
PDF версия
Японская компания Fuji Electric Co., Ltd. сообщает о начале производства модуля HPnC (конструктив силового модуля нового поколения) на базе 7-го поколения IGBT X-серии (биполярный транзистор с изолированным затвором), ориентированного на железнодорожный рынок.

Введение

В последние годы железнодорожный транспорт привлекает внимание как энергоэффективное и экологически чистое средство передвижения, использование которого позволяет противодействовать глобальному потеплению. Между тем, поскольку его эксплуатация требует больших энергетических затрат, необходимо уменьшать габариты и вес электронного оборудования, а также повышать его эффективность.

Силовые полупроводниковые элементы (IGBT-модули) — это электронные компоненты, которые преобразуют энергию посредством быстрой коммутации АС- и DC-цепей. Они установлены в главном инверторе тяговой установки, управляющей вагонами, а также во вспомогательных силовых блоках, которые обеспечивают питание систем кондиционирования и внутреннего освещения.

Компания Fuji Electric разработала и начала массовое производство мощного IGBT-модуля HPnC (High Power next Core), применение которого позволяет снижать потери мощности и экономить энергию.

Варианты использования модуля HPnC в железнодорожном транспорте

Рис. 1. Варианты использования модуля HPnC в железнодорожном транспорте

Возможные варианты использования нового модуля HPnC в ж/д транспорте представлены на рис. 1. Внешний вид модуля показан на рис. 2.

Внешний вид силового модуля HPnC

Рис. 2. Внешний вид силового модуля HPnC

 

Особенности модуля

Энергосбережение за счет снижения потерь

В модуле HPnC использованы новейшие IGBT 7-го поколения, имеющие одни из наименьших показателей энергии потерь на рынке. Оптимизация структуры корпуса позволила уменьшить внутреннюю индуктивность, ограничивающую скорость переключения, на 76% по сравнению с обычными модулями, что привело к снижению потерь. У инвертора, построенного на основе нового HPnC, общие потери мощности сокращены примерно на 8,6% по сравнению с аналогичным стандартным мощным модулем Fuji Electric.

Кроме того, благодаря улучшению отвода тепла и снижению тепловыделения удалось уменьшить размер инвертора на 19% и вес на 13% по сравнению со стандартным изделием.

Повышение надежности благодаря новым материалам подложки

Одной из основных причин выхода из строя IGBT является накопление усталости в интерфейсных слоях между различными компонентами модуля из-за термомеханических стрессов, вызванных перепадами температур во время работы. Для решения этой задачи компания Fuji изменила материал базовой платы с обычного композита из алюминия и карбида кремния (AlSiC) на композит из магния и карбида кремния (MgSiC), тем самым улучшив рассеивание тепла и снизив напряжения, вызванные изменениями температуры. Кроме того, терминалы нового модуля соединяются с изоляционной подложкой методом ультразвуковой сварки (метод холодной сварки путем воздействия ультразвуковой вибрации на соединяемые объекты) в отличие от паяного соединения в обычном модуле, что сокращает интенсивность отказов.

Оптимизация параллельного соединения силовых модулей

Применение стандартного модуля требует трех отдельных шин постоянного и переменного тока (DC+, DC– и AC), перекрывающих друг друга, что усложняет проектирование устройства при параллельном включении силовых полупроводников (рис. 3). Оптимизация размещения терминалов нового модуля позволяет расположить все три шины в одном направлении, что облегчает параллельное соединение и улучшает качество сборки различных инверторов.

Сравнение подключения стандартного модуля и модулей HPnC

Рис. 3. Сравнение подключения стандартного модуля и модулей HPnC

Технические характеристики:

  • тип корпуса HPnC;
  • тип модуля: 2MBI1000XVF170-50;
  • номинальное напряжение: 1700 В;
  • номинальный ток: 1000 А;
  • топология: полумост;
  • габариты (Д×Ш): 144×100 мм.
Литература
  1. fujielectric.com/products/semiconductor/catalog/index.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

hentao pornnporn.com telugu chatting west indies open sex youpornhindi.com first night xxnx maja mallika tamil dirty story xxxfiretube.com teen xxnx xxxxu indianpornsearch.com pooja kumar sex 喉奥性感イラマ痴女 浜崎真緒 javsextube.com 君嶋真由 i love porn sexxxymovs.com mallusexvideos tomcat doujinshi bluhentai.com tiny boobs giant tits history sequel black dog hentai mobhentai.com hentai onee chan jammu blue film indiananalfuck.com indian incest xvideos mugen fc2 javwhores.mobi 巨乳 あげ افلام نيك مترجم cyberpornvideos.com طيذ momteachessex indianxxxonline.com house wife x videos 君嶋真由 freejavonline.mobi クローゼット 寝取られ sexx tamil indianfuckass.com bengali milf mia khalifa hard fuck pelisporno.org newsexstory