三菱电机集团于6月8日宣布,已与全球领先的功率半导体制造商Semikron Danfoss(赛米控丹佛斯)合作,共同开发出一种用于工业驱动设备和可再生能源系统的新型封装标准功率模块。该封装内集成了三电平电路。
这一新型标准封装基于三菱电机面向高功率应用的“LV100型封装”以及Semikron Danfoss的“SEMITRANS20”封装。针对三电平电路,通过优化端子布局和功能,同时确保两家公司产品之间的兼容性,该新封装将帮助客户实现逆变器设计的标准化。
随着绿色转型(GX)加速推进以实现脱碳社会,高效电能转换用功率半导体的需求日益增长。特别是在工业领域,为了进一步降低功耗,相比传统的两电平电路,效率更高且可使外围元件更小型化的三电平电路1正被越来越多地采用。
本款由三菱电机与Semikron Danfoss联合开发的新型封装采用了T型三电平电路,有助于提高效率并实现逆变器的小型化。此外,针对三电平T型电路特别优化了主端子和辅助控制端子的排列,提升了逆变器设计的灵活性。
未来,双方公司将分别开发基于该新型标准封装的产品,共同推动逆变器设计的标准化。
该封装概念计划于2026年6月9日至11日在德国纽伦堡举行的“国际电力元件、可再生能源管理展览会暨研讨会(PCIM)”上展出,并将在日本、中国及其他国家的后续展会上亮相。
新型标准封装的主要特点
1)与Semikron Danfoss联合开发,确保兼容性并实现逆变器设计标准化
基于三菱电机的“LV100型”和Semikron Danfoss的“SEMITRANS20”高功率封装,共同开发的新型标准封装功率模块在端子布局和功能上均具兼容性。
由于两家公司均使用这一标准封装开发产品,客户可以更轻松地选择不同供应商,实现逆变器设计的标准化。
2)集成T型三电平电路,有助于提高效率和缩小逆变器体积
将通常需要复杂结构的T型三电平电路整合到单一功率模块封装中。
简化了T型三电平逆变器的设计——这类逆变器比两电平设计具有更高效率和更小的外围元件尺寸,从而有助于提升逆变器的整体效率并实现小型化。
3)针对T型三电平电路,优化端子布局和功能,增强设计灵活性
主端子经过优化布置,降低了功率模块的寄生电感²,并简化了逆变器母排³的设计。
配备了四个元件所需的辅助控制端子,其位置也经过优化,可以简化驱动电路的设计。
对主端子和辅助端子的整体优化简化了大功率三电平逆变器的设计。
(参见图1外形尺寸和端子布局,图2内部电路图。)

图1 外形尺寸与端子布局

图2 内部电路图
主要规格
1.三电平电路:一种利用三个电位等级来控制直流电压的电路拓扑结构。
与传统的两电平电路相比,该电路可输出更接近正弦波的波形,从而实现更高的转换效率,并有助于外围器件的小型化。
2.寄生电感是电气特性之一;在功率半导体模块运行过程中可能导致过电压等问题,进而引发产品故障,因此希望尽可能降低。
3. 在使用功率半导体模块设计逆变器时,连接电容器(被动元件)与功率半导体模块所用的铜板称为母排。母排通常需根据具体逆变器系统进行优化设计。
文章来源:三菱电机