Le blog de l'entreprise Modules d'alimentation par micro-puce:Module IGBT,module MOSFET mSiC,module MOSFET Si,module diode

Modules d'alimentation par micro-puce:Module IGBT,module MOSFET mSiC,module MOSFET Si,module diode

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I. Modules IGBT à micro-puce: le choix principal pour les applications à haute puissance à moyenne et haute tension

Les modules à transistor bipolaire à porte isolée (IGBT) sont l'un des principaux produits de la famille de modules de puissance de Microchip.Ils combinent l'impédance d'entrée élevée et les caractéristiques de commutation rapide des MOSFET avec les capacités de traitement de haute tension et de courant élevé des transistors à jonction bipolaire (BJT)Conçus spécifiquement pour les applications de conversion de haute puissance à moyenne et haute tension, ils sont des composants clés de l'automatisation industrielle, de la production d'énergie renouvelable et des transports ferroviaires.et sont souvent appelés le CPU de puissance de l'électronique de puissance.

Technologies de base et caractéristiques du produit

Les modules IGBT des micro-puces ont subi des mises à niveau itératives à travers plusieurs générations de technologie de tranchée, de la première série Trench 3 à la dernière série Trench 7,avec une optimisation continue des performancesLes principales caractéristiques sont les suivantes:

- Conception à faible perte: par rapport aux générations précédentes, la série Trench 7 réduit les pertes de puissance de 15 à 20%.amélioration substantielle de l'efficacité énergétique du système et réduction de la charge des systèmes de refroidissement.

- Haute fiabilité: les modules intègrent des puces IGBT et des diodes à roue libre à l'intérieur, en utilisant des matériaux isolants à haut rendement dans l'emballage.Ils offrent une excellente stabilité thermique et une résistance aux surtensions., avec une température maximale de connexion de 175°C et une grande capacité de résistance au court-circuit, ce qui les rend adaptés à des environnements industriels difficiles.

- Adaptabilité flexible: la gamme couvre diverses topologies, y compris les configurations à transistor unique, à demi-pont et à pont complet.d'une puissance de sortie supérieure à 50 WLa série DualPack 3 (DP3), en particulier, offre une plage de courant nominal de 300 à 900 A et une tension nominale de 1200 V et 1700 V, répondant à des besoins de puissance divers.

- Facilité d'intégration: en utilisant des packages standard de l'industrie (comme les packages compatibles avec EconoDUALTM et PQ), la série DP3 est compacte (environ 152 mm × 62 mm × 20 mm),permettant une puissance de sortie accrue sans avoir besoin de plusieurs modules parallèles, simplifiant ainsi la conception du système et réduisant les coûts de la facture de matériaux (BOM).

Série principale et scénarios d'application

Les modules IGBT à micro-puce sont classés en plusieurs séries en fonction des scénarios de génération et d'application de la technologie, correspondant précisément aux exigences de différentes industries:

- Série Trench 3/4: Conçue pour des applications d'entraînement industriel à usage général, avec des vitesses de commutation modérées et de faibles pertes d'état.Convient pour les équipements de conversion de puissance conventionnels tels que les entraînements de moteurs industriels standard et les alimentations UPS.

- Série rapide de tranchée 4: optimisée pour la vitesse de commutation et les pertes réduites en cas d'arrêt,spécialement conçus pour les applications à haute fréquence telles que les onduleurs à haute fréquence et les systèmes UPS à haute fréquence.

- Série Trench 5/7: une série haut de gamme, haute performance offrant des pertes plus faibles et une plus grande robustesse,adapté à des applications exigeantes telles que les équipements industriels à haute puissance et les systèmes de propulsion automobile; le module DualPack 3, qui utilise la technologie Trench 7, convient aux secteurs des entraînements industriels, des énergies renouvelables, de la traction et du stockage d'énergie.

- Applications typiques: moteurs industriels, systèmes de contrôle servo, onduleurs solaires/éoliens, chargeurs de véhicules électriques, soudeuses, systèmes de traction ferroviaire, etc.le module IGBT MCC500-18IO1, avec une tension de blocage maximale de 1800V et un courant de collecteur maximal de 500A, est largement utilisé dans les onduleurs de haute puissance et les convertisseurs de fréquence industriels.

II. Les modules MOSFET mSiC à micro-puce: une percée en matière d'efficacité grâce à la technologie à large bande passante

Les modules MOSFET mSiC (carbure de silicium) sont des modules de puissance haut de gamme lancés par Microchip basés sur la technologie des semi-conducteurs à large bande.Le carbure de silicium offre des avantages tels qu'une bande passante plus large, une conductivité thermique plus élevée et une résistance au champ électrique de décomposition plus élevée, ce qui permet un rendement plus élevé, une densité de puissance plus élevée et une plage de température de fonctionnement plus large,en la rendant une solution de base pour la poursuite d'une efficacité élevée et des économies d'énergie dans les nouveaux secteurs énergétiques et industriels haut de gamme, ainsi que l'un des points forts techniques des modules d'alimentation de Microchip.

Technologies de base et caractéristiques du produit

Les modules MOSFET mSiC de Microchip® sont développés à l'aide d'une technologie avancée en carbure de silicium, combinée aux avantages de l'emballage et du procédé exclusifs de l'entreprise,résultant des caractéristiques clés suivantes::

- Efficacité exceptionnelle: les pertes de commutation et de conduction sont nettement inférieures à celles des IGBT et des MOSFET à base de silicium,permettant des fréquences de commutation plus élevées (sans augmentation substantielle des pertes)Cette amélioration de l'efficacité énergétique du système les rend particulièrement adaptés aux applications de conversion de puissance à haute fréquence.tout en réduisant efficacement la taille et le poids des équipements.

- Compatibilité haute tension et haute température: avec une tension nominale allant de 700V à 3300V et une température maximale de jonction de 175°C,la résistance d'allumage (RDS ((ON)) reste stable sur toute la plage de températureCes modules sont capables de résister à des environnements difficiles caractérisés par une tension élevée, une température élevée et une humidité élevée.Haute tension, test de biais inverse à haute température), démontrant une fiabilité exceptionnelle.

- Haute fiabilité et durabilité: excellente résistance aux avalanches, résistance aux courts-circuits et performances stables des diodes de carrosserie;Tests de production 100% UIS (commutation inductive non serrée) assurent une forte stabilité aux oxydes de porte et une longue durée de vie; certains produits ont passé la certification automobile AEC-Q101, répondant aux exigences d'application automobile.

- Configuration flexible: divisée en trois séries “MA, MB et MC “optimisées pour différentes priorités de conception; le module mSiC BZPACK est également disponible,Prise en charge de différentes topologies, y compris la demi-pontureLes options comprennent des substrats à base d'oxyde d'aluminium ou de nitrure d'aluminium pour répondre aux exigences de performance et de coût de différents scénarios d'application.

Série principale et scénarios d'application

- Série MA: conçue pour les applications à ultra-haute tension (jusqu'à 3300 V), optimisée pour une résistance à l'allumage sous des tensions d'entraînement de porte élevées (18 V ≈ 20 V),adapté aux scénarios de tension ultra-haute tels que l'infrastructure du réseau, les moteurs de traction et les systèmes aérospatiaux.

- Série MB: avec une plage de tension de 1200 V à 1700 V, cette série équilibre efficacité et coût, ce qui la rend adaptée aux applications industrielles et automobiles telles que les conducteurs automobiles,les chargeurs de véhicules électriques et les onduleurs d'énergie renouvelable.

- Série MC: partageant la même plage de tension que la série MB, cette série intègre une résistance de porte pour améliorer la stabilité de commutation,réduire le nombre de composants externes et simplifier les mises en page de conception à haute fréquenceIl convient aux convertisseurs compacts et aux systèmes nécessitant de faibles interférences électromagnétiques.

- Série BZPACK: spécialement conçue pour les environnements difficiles, avec une conception compacte et sans substrat et des bornes sans soudure de type crimp.Le matériau d'interface thermique pré-appliqué facilite l'assemblage et l'intégration, ce qui le rend adapté à des scénarios de conversion de puissance exigeants dans les secteurs de l'industrie et des énergies renouvelables.

- Applications typiques: onduleurs d'énergie renouvelable (soleil, éolien), chargeurs de véhicules électriques et systèmes hybrides, équipements de transmission et de distribution de réseaux intelligents, sources d'alimentation haute tension,systèmes de soudagePar exemple, le modèle MSC040SMB120B4N, de 1200V, est adapté aux onduleurs photovoltaïques et aux moteurs industriels.

III. Modules MOSFET à micro-puce Si: solutions efficaces pour les applications à basse tension et haute fréquence

Les modules MOSFET en Si (silicium) sont les principaux produits de la famille des modules d'alimentation de Microchip, conçus pour les applications basse tension et haute fréquence.Ils offrent des avantages tels que des vitesses de commutation rapidesIls sont principalement utilisés dans la conversion de puissance à moyenne et basse tension, les entraînements de moteurs et les alimentations,servant de dispositifs de puissance fondamentaux dans l'électronique grand public, contrôle industriel et électronique automobile.

Technologies de base et caractéristiques du produit

S'appuyant sur des processus matures à base de silicium et une conception intégrée modulaire, les modules MOSFET Si de Microchip atteignent un équilibre entre performance et coût.

- Excellentes performances à haute fréquence: avec des vitesses de commutation rapides et une faible charge de la porte,ces modules sont bien adaptés aux applications de conversion de puissance à haute fréquence (comme les convertisseurs CC-DC et les onduleurs à haute fréquence)Ils réduisent efficacement la taille des composants passifs tels que les transformateurs et les inducteurs, augmentant ainsi la densité de puissance du système.

- conception à faible perte: en utilisant une technologie de tranchée avancée, la résistance d'allumage (RDS ((ON)) est extrêmement faible, ce qui entraîne des pertes de conduction minimales;les caractéristiques de commutation optimisées réduisent les pertes de commutation et améliorent l'efficacité énergétique du système;, ce qui le rend particulièrement adapté aux besoins de conversion de puissance à basse puissance et à haute fréquence.

- Facile à conduire: avec une impédance d'entrée élevée et un courant d'entraînement faible, aucun circuit d'entraînement complexe n'est requis;il peut être directement associé aux microcontrôleurs (MCU) et aux contrôleurs de signal numériques (DSC) de Microchip, simplifiant la conception du système et réduisant les coûts de développement.

- Haute intégration et fiabilité: en utilisant un ensemble modulaire qui intègre plusieurs puces MOSFET dans une seule unité, cette conception réduit le câblage externe,réduit les paramètres parasites et améliore la stabilité du systèmeAvec une large plage de températures de fonctionnement, une excellente résistance aux surtensions et une stabilité thermique, ces modules conviennent à des environnements d'application industriels et de consommation.

Série principale et scénarios d'application

Les modules MOSFET à microchip Si sont classés en plusieurs séries en fonction de la tension nominale et du type d'emballage,couvrant les scénarios de basse tension à moyenne tension et répondant à des besoins de puissance variables:

- Série basse tension (≤ 100 V): principalement utilisée dans les appareils électroniques grand public, les appareils portables et les moteurs à basse tension, tels que les chargeurs de téléphones portables, les sources d'alimentation des ordinateurs portables et les moteurs de petits ventilateurs,offrant les avantages d'une taille compacte, à faible coût et à haut rendement.

- Série de tension moyenne (100V 600V): Convient pour le contrôle industriel, les alimentations auxiliaires pour les véhicules à énergie nouvelle, les piloteurs LED, les alimentations UPS et applications similaires.Ces modules permettent une conversion efficace des niveaux de puissance moyenne, en équilibrant performance et coût.

- Applications typiques: convertisseurs CC-CC, adaptateurs de puissance CA-CC, moteurs à basse tension, moteurs d'éclairage LED,systèmes auxiliaires électroniques automobiles (tels que les chargeurs embarqués et les systèmes de commande de la climatisation)Ces dispositifs sont indispensables dans les équipements électroniques modernes.

IV. Modules de diodes à micropuce: protection fondamentale et noyau de rectification pour la conversion de puissance

Les modules à diodes forment la base de la famille de modules d'alimentation de Microchip, effectuant principalement des fonctions telles que la rectification, le freewheeling, le serrage et la protection.Ils fonctionnent conjointement avec les modules IGBT et MOSFET pour constituer un système complet de conversion de puissanceLes modules de diodes à micro-puce comprennent à la fois des diodes à base de silicium et des diodes à carbure de silicium (mSiC), répondant à des applications de tension et de courant diverses.Grâce à leur haute fiabilité et à leurs performances électriques supérieures, ils sont devenus des composants auxiliaires de base dans divers équipements électriques.

Technologies de base et caractéristiques du produit

Les modules de diodes microchip sont classés en deux types principaux: à base de silicium et à base de carbure de silicium.

- Compatibilité avec différents types: la gamme comprend les diodes à récupération rapide (FRD), les diodes de barrière de Schottky (SBD) et les diodes de barrière de Schottky au carbure de silicium (mSiC SBD),chacune adaptée à des vitesses de commutation et à des exigences de perte différentesIl est à noter que les SBD mSiC ne comportent pas de charge de récupération inverse, ce qui entraîne des pertes de commutation extrêmement faibles.

- Hautes performances électriques: les modules à diodes à base de silicium présentent une faible tension avant et un faible courant de fuite inverse, tandis que les diodes à récupération rapide ont des temps de récupération inverse courts (≤ 500 ns),les rendant adaptés à des applications à haute fréquence; les modules de diodes mSiC présentent une faible tension avant, un temps de récupération inverse négligeable et une forte résistance aux avalanches, avec une température de jonction de fonctionnement allant jusqu'à 175°C,offrant des avantages importants en matière d'efficacité énergétique.

- Haute fiabilité: grâce à un emballage modulaire, ces modules offrent d'excellentes performances thermiques et une résistance mécanique élevée,leur permettant de résister à des environnements difficiles tels que des températures élevées et des vibrations; certains produits ont obtenu la certification automobile AEC-Q101, répondant aux exigences de fiabilité automobile; les diodes mSiC possèdent une résistance à l'avalanche UIS supérieure à 100k impulsions,assurer une longue durée de vie.

- Adaptabilité flexible: la plage de tension va de la basse tension (dix volts) à la haute tension (3 300 V), avec un courant nominal allant de quelques ampères à plusieurs centaines d'ampères.Avec une variété d'options d'emballage, ces modules peuvent être combinés de manière flexible avec des modules IGBT et MOSFET pour répondre aux exigences des systèmes de conversion de puissance.est adapté aux applications de rectification industrielle.

Principaux types et scénarios d'application

- les modules à diode de récupération rapide au silicium (FRD): avec de courts temps de récupération inverse, ils conviennent à la rectification à haute fréquence et aux applications de freewheeling,autres appareils de traitement des ondesLorsque ces modules sont utilisés conjointement avec des modules IGBT, ils réduisent les pertes de commutation et améliorent la stabilité du système.

- les modules à base de silicium à diode de barrière de Schottky (SBD): caractérisés par une faible chute de tension avant et des vitesses de commutation rapides, ils conviennent aux applications de rectification à basse tension et à haute fréquence,comme les convertisseurs CC-DCPar exemple, la diode MBR140 Schottky, de 40 V et 1 A, est largement utilisée dans les adaptateurs de puissance et les convertisseurs CC-DC.

- les modules à diode de barrière de Schottky (SBD) mSiC: avec une plage de tension de 700 V à 3300 V, ils conviennent aux applications à haute tension et à haute fréquence telles que les onduleurs d'énergie renouvelable,les chargeurs de véhicules électriques et les alimentations haute tensionLorsqu'ils sont associés à des modules MOSFET mSiC, ils permettent une conversion de puissance entièrement en SiC, maximisant ainsi l'efficacité énergétique du système.

- Applications typiques: circuits de redresseurs de puissance, circuits à roue libre, circuits de protection de serrage, adaptateurs de puissance, onduleurs industriels, systèmes de production d'énergie renouvelable,électronique des véhicules électriquesCe sont des composants fondamentaux indispensables dans les systèmes de conversion de puissance, assurant un fonctionnement stable et efficace du système.