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7 Trend Guide Leistungselektronik 2025 www markttechnik de Die sequenzielle Steuerung verhindert Hard-Switching des SiC-MOSFETs während des Einund Ausschaltens Dank des so erreichten Soft-Switchings werden die Schaltverluste des SiC-MOSFETs minimiert Dadurch beschränken sich die Verluste der SiC-MOSFETs im Wesentlichen auf dessen Leitverluste im eingeschalteten Zustand wodurch die Chipfläche auf ein erforderliches Minimum reduziert werden kann 4 Statische Charakteristik der Hybrid SiC SLIMDIP-Technologie Durch den Parallelbetrieb eines RC-IGBTs mit einem SiC-MOSFET lässt sich die statische Kenn linie einer Leistungsstufe die maßgeblich für die Leitverluste ist deutlich verbessern Wie in Abb 3 dargestellt ist bei der Hybrid SiC SLIMDIP-Technologie der Betriebsbereich unterhalb der Durchlassspannung des RC-IGBTs überwiegend vom SiC-MOSFET-Chip bestimmt während im Betriebsbereich oberhalb der RC-IGBT Durchlassspannung sowohl SiC-MOSFET als auch RC-IGBT zur Charakteristik beitragen Wechselrichter für Haushaltsund Pumpenanwendungen arbeiten häufig über längere Zeiträume bei konstanter niedriger Last Aufgrund der verbesserten statischen Kennlinie der Hybrid SiC SLIMDIP-Technologie über den gesamten Strombereich wird eine höhere Effizienz insbesondere im stationären Teillastbetrieb ermöglicht und so die Anforderungen des Marktes erfüllt 5 Verlustleistung der Hybrid SiC SLIMDIP-Technologie Abb 4 zeigt den Vergleich der Verluste zwischen zwei herkömmlichen auf RC-IGBT Technologie basierenden SLIMDIP-Typen SLIMDIP-Lund SLIMDIP-Wsowie des vorgestellten Hybrid SiC SLIMDIP-Moduls im stationären Teillastbetrieb Wie die Ergebnisse zeigen lassen sich mit dem Einsatz von Hybrid SiC SLIM-DIP die Gesamtverluste im Vergleich zu SLIM-DIP-Lbeziehungsweise SLIMDIP-Wum 47 beziehungsweise 40 Prozent reduzieren Da sich bei der Hybrid SiC SLIMDIP-Technologie die Leitverluste in blau dargestellt auf RC-IGBT und SiC-MOSFET aufteilen verringern sich sowohl die im RC-IGBT-Chip entstehenden Verluste als auch dessen Sperrschichttemperatur im Vergleich zu herkömmlichen SLIM-DIP-Modulen ohne parallel geschaltete MOSFETs Dies ermöglicht es entweder die Ausgangsleistung einer Wechselrichterstufe zu erhöhen oder bei gleichem Ausgangsstrom eine geringere Sperrschichttemperatur zu erreichen Wie in Abb 5 dargestellt kann die Temperaturdifferenz zwischen Sperrschichtund Gehäusetemperatur ΔTjc des Hybrid SiC SLIM-DIP bei einem effektiven Wechselrichterausgangsstrom von Io 7 5 Aum 8 Kreduziert werden was einer Verringerung um 34 Prozent entspricht 6 Fazit SLIMDIP-Module mit RC-IGBT-Technologie und einer Nennspannung von 600 Vhaben sich als gefragte DIPIPM-Module für Haushaltsgroßgeräte „Weiße Ware“ und industrielle Antriebe im unteren Leistungsbereich etabliert Mit Modulen der neuen Hybrid SiC SLIMDIP-Technologie die vollständig gehäusekompatibel zu bisherigen SLIMDIP-Modulen sind hat Mitsubishi Electric eine Lösung entwickelt die insbesondere im stationären Teillastbetrieb eine signifikant höhere Effi zienz bietet und damit den steigenden Anforderungen an die Energieeffizienz in Haus halts geräten und industriellen Antriebsanwendungen gerecht wird eg DIPIPM und SLIMDIP sind Marken der MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION Referenzen [1] S Noda K H Hussein S Yamada G Majumdar T Yamada E Thal and G Debled “A Novel Super Compact Intelligent Power Module ” in Thrityfourth International Power Conversion Conference PCIM Germany 1997 [2] A Goto E Wiesner E Stumpf and N Soltau “The DIPIPM Family Our Technology Your Comfort” Bodo’s Power Sep 2023 pp 18-26 [3] S Shibata M Kato and H Zhang „New Transfer-Molded SLIMDIP for white goods using thin RC-IGBT with A CSTBT™ structure “ Proceedings of PCIM Europe 2015 International Exhibition and Conference for Power Electronics Intelligent Motion Renewable Energy and Energy Manage ment Nuremberg Germany 2015 pp 1-6 [4] N Clark E Motto and S Shibata „New SLIM Package Intelligent Power Modules SLIMDIP with thin RC-IGBT for consumer 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Mitsubishi Electric Abb 4 Vergleich der Ergebnisse der Verlustleistungssimulation Grafik Mitsubishi Electric