三菱电机于1997年将DIPIPM正式推向市场,迄今已在家电、工业和汽车空调等领域获得了广泛应用。在Si-IGBT DIPIPM基础上,三菱电机开发了集成SiC MOSFET芯片的DIPIPM,本章节主要介绍全SiC和混合SiC的SLIMDIP产品。
1. 全SiC、混合SiC SLIMDIP
三菱电机最新开发了全SiC、混合SiC的SLIMDIP产品,与超小型全SiC DIPIPM相比,全SiC、混合SiC的SLIMDIP体积更小,其电源也不再需要18V电源,可以在现有Si SLIMDIP封装的PCB方案上直接替换,两个型号产品的规格见下表1。
表1:全SiC、混合SiC的SLIMDIP
2. 全SiC、混合SiC的SLIMDIP的内部电路和优势
图1为全SiC SLIMDIP的内部电路,内置了新开发的SiC MOSFET芯片,其输出功率较现有硅基RC-IGBT SLIMDIP模块显著提高,全SiC SLIMDIP模块将功率损耗降低了79%(1),显著提升家电能效。当应用于空调压缩机逆变器电路时,更可实现年功率损耗降低80%(2)。
图2为混合SiC SLIMDIP的内部电路,将SiC MOSFET和RC-IGBT集成到模块中。采用同一IC来驱动并联的SiC MOSFET和Si RC-IGBT,但是两者的驱动时序有所差异。与目前的硅基模块相比,混合SiC SLIMDIP能够将功耗降低47%(1)。当应用于空调压缩机逆变器电路时,更可实现年功率损耗降低41%(2)。
(1) Vcc=300V,fc=5kHz,PF=0.8,M=1,fo=60Hz,三相调制,与SLIMDIP-L对比。 (2) 基于日本工业标准JIS C9612规定的四种基本空调模式运行时长(额定制冷、中间制冷、额定制热和中间制热),运行条件由三菱电机测算。
图1:全SiC的SLIMDIP内部电路
图2:混合SiC的SLIMDIP内部电路
3. 全SiC SLIMDIP与超小型全SiC DIPIPM对比
在上一篇《SiC DIPIPM在变频家电中的应用(1)》,我们介绍了超小型全SiC DIPIPM,其与全SiC SLIMDIP的对比见表2。
表2:全SiC SLIMDIP与超小型全SiC DIPIPM对比
两者的损耗对比(单个芯片)如下图3所示,全SiC SLIMDIP的损耗相对更低一点。对比工况为:Vcc=310VDC,Io=7.5Apeak,fc=20kHz,SPWM调制,M=1,fo=50Hz,Vd=15V(PSF15SG1G6),Vd=18V(PSF15S92F6-A6)。
图3:全SiC SLIMDIP与超小型全SiC DIPIPM损耗对比(单个芯片)
文章来源:三菱电机