Pierwsza generacja inteligentnych modułów mocy (IPM) SPM 31 oparta jest na tranzystorach MOSFET z węglika krzemu (SiC) o napięciu 1200 V. Moduły IPM onsemi EliteSiC SPM 31 zapewniają najwyższą wydajność i gęstość mocy przy najmniejszym współczynniku kształtu w porównaniu z technologią Field Stop 7 IGBT, co przekłada się na niższy całkowity koszt systemu. Ulepszona wydajność cieplna, zmniejszone straty mocy i możliwość obsługi szybkich prędkości przełączania sprawiają, że moduły IPM nadają się do zastosowań z napędem falownikowym trójfazowym, takich jak wentylatory komutowane elektronicznie (EC) w centrach danych AI, pompy ciepła, komercyjne systemy HVAC, silniki serwo, robotyka, napędy o zmiennej częstotliwości (VFD) oraz pompy i wentylatory przemysłowe.

Moduły EliteSiC SPM 31 IPM oferują kilka wartości znamionowych prądu od 40 A do 70 A. Uzupełniają ofertę onsemi modułów z tranzystorami IGBT SPM 31 IPM, obejmującą niskie prądy od 15 A do 35 A.

Dlaczego to ma znaczenie? W 2023 r. eksploatacja budynków mieszkalnych i komercyjnych stanowiła 27,6% zużycia energii końcowej w USA . Wraz ze wzrostem elektryfikacji i wdrażania sztucznej inteligencji, w szczególności w związku z budową większej liczby centrów danych AI, potrzeba zmniejszenia zużycia energii przez aplikacje w tym sektorze staje się coraz bardziej krytyczna. Wraz ze wzrostem liczby i wielkości centrów danych, oczekuje się wzrostu zapotrzebowania na chłodzące wentylatory EC.

W porównaniu do rozwiązania systemowego, które wykorzystuje obecny zintegrowany moduł mocy IGBT (PIM) ze stratami mocy 500 W przy obciążeniu 70%, wdrożenie wydajnych modułów EliteSiC SPM 31 IPM może zmniejszyć roczne zużycie energii i koszt na wentylator EC o 52%.

Zasada działania

W pełni zintegrowany EliteSiC SPM 31 IPM składa się z niezależnego sterownika bramki high side, niskonapięciowego układu scalonego sterownika bramki low-side (LVIC), sześciu tranzystorów MOSFET EliteSiC i czujnika temperatury (czujnika temperatury mierzącego napięcie złącza (VTS) lub termistora). Moduł opiera się na technologii M3 SiC, która zmniejsza rozmiar układu i jest zoptymalizowany do zastosowań z przełączaniem twardym z ulepszonym czasem wytrzymywania zwarcia (SCWT) w przypadku zastosowania w obudowie SPM 31, co czyni go odpowiednim do napędów silników inwerterowych do zastosowań przemysłowych. Tranzystory MOSFET są skonfigurowane w trójfazowy mostek z oddzielnymi połączeniami źródeł, co zapewnia elastyczność w wyborze algorytmu sterowania.

Korzyści z zastosowania modułów EliteSiC SPM 31 IPM:

• Niskie straty, tranzystory MOSFET M3 EliteSiC o odporności na zwarcie, zapobiegające katastrofalnym awariom sprzętu i podzespołów, takim jak porażenie prądem lub pożar.
• Wbudowana ochrona podnapięciowa (UVP) chroniąca przed uszkodzeniem urządzenia, gdy napięcie jest niskie.
• Jako produkt kompatybilny z rozwiązaniami opartymi o technologię FS7 IGBT SPM 31, klienci mogą wybierać pomiędzy różnymi wartościami prądu znamionowego, korzystając z tej samej płytki PCB.
• Certyfikat UL potwierdzający zgodność z krajowymi i międzynarodowymi normami bezpieczeństwa.
• Zasilanie z pojedynczym uziemieniem zapewniające lepsze bezpieczeństwo, ochronę sprzętu i redukcję hałasu.
• Uproszczona konstrukcja i zmniejszony rozmiar płytek klienta dzięki:
  • Dołączonym elementom sterującym sterownikami bramek i zabezpieczeniami
  • Wbudowanym diodom bootstrap (BSD) i rezystorom (BSR)
  • Wewnętrznym diodom podwyższającym napięcie do sterowania podwyższającego napięcie bramki po stronie wysokiej
  • Zintegrowanym czujniku temperatury (wyjście VTS w układzie LVIC i/lub termistor)
  • Wbudowanym szybkim scalonym układach wysokonapięciowym do sterowania bramek tranzystorów MOSFET SiC

Źródło: materiały prasowe, opracował Grzegorz Kamiński