Die ersten massen¬produzierten Power-Module in Full-SiC-Technik von ROHM Semiconductor
(NL/1264734959) Laatzen, im Mai 2012 ROHM gab kürzlich die industrieweit erste Massenproduktion von SiC-Power-Modulen (1.200 V/100 A) in kundenspezifischen Ausführungen bekannt, die ausschließlich aus SiC-Leistungsbausteinen bestehen. Ab sofort sind die Module beim Laatzener Elektronik-Distributor Henskes verfügbar.
Die Verwendung von SiC-Wechselrichtern und Umrichtern für die Leistungsumwandlung in industriellen Ausrüstungen bringt gegenüber dem Einsatz typischer siliziumbasierter IGBT-Module eine ganze Reihe Vorteile mit sich. Unter anderem gehen die Schaltverluste um 85 % zurück, und das Volumen ist um rund 50 % geringer als bei konventionellen Si-IGBT-Modulen der 400-A-Klasse. Die geringere Verlustleistung senkt außerdem die Wärmeentwicklung, sodass kleinere und weniger komplexe Kühlvorrichtungen verwendet werden können. All dies trägt zur Miniaturisierung der Endprodukte bei.
Erwartet wird außerdem, dass die neuen Module einen entscheiden Beitrag zum globalen Umweltschutz leisten werden, speziell im Hinblick auf die Herausforderungen, die Treibhausgas-Emissionen und Rohstoffverknappung mit sich bringen.
Die SiC-Technologie wird voraussichtlich großen Einfluss auf die Leistungselektronik (z. B. Industrie-Equipment, Photovoltaik, Elektroautos und Bahntechnik) haben, da Siliziumkarbid in seinen Materialeigenschaften (z. B. geringere Wandlungsverluste) dem Silizium (Si) überlegen ist. Bisher geht ein großer Teil der Energie auf dem Weg von der Erzeugung zum Verbraucher verloren, sei es bei der Wandlung oder bei der Verteilung an die einzelnen Anwendungen. Aus diesem Grund arbeitet ROHM schon seit mehreren Jahren an der Entwicklung von SiC-Produkten und konnte 2010 als erster Anbieter der Welt die erfolgreiche Massenproduktion von SiC-MOSFETs vermelden.
Bisher unmöglich war dagegen trotz erheblicher Anstrengungen verschiedener Halbleiterhersteller die Entwicklung reiner SiC-Module für die Starkstromtechnik. Die Ursache hierfür war die fragwürdige Zuverlässigkeit dieser Bauelemente bei hohen Temperaturen. ROHM konnte dieses Problem durch die Entwicklung spezieller Selektionsmethoden und Defektunterdrückungs-Technologien lösen, die ein hohes Zuverlässigkeitsniveau garantieren. Hinzu kam ein Kontrollsystem, das eine Verschlechterung der Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bis zu 1.700 °C) unterbindet und es möglich macht, das industrieweit erste System für die Massenproduktion von SiC-Power-Modulen zu realisieren.
Die neuen Module enthalten eine neuesten technischen Erkenntnissen entsprechende Kombination aus SiC-Schottkydiode und SiC-MOSFET. Dieses Duo reduziert die Verluste bei der Leistungsumwandlung gegenüber konventionellen IGBT-Modulen aus Silizium um 85 %. Darüber hinaus ermöglichen die SiC-Bausteine den Betrieb mit Schaltfrequenzen von mindestens 100 kHz, also dem Zehnfachen von IGBT-Modulen. Obwohl die Module für 100 A spezifiziert sind, sind sie dank ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit, ihrer geringen Verluste und ihrer ausgezeichneten Wärmeentwicklungs-Eigenschaften der ideale Ersatz für Si-IGBT-Module mit 200 bis 400 A Nennstrom. Durch den Ersatz konventioneller IGBTs der 400-A-Klasse durch die neuen, kompakten und flachen Module ist es möglich, das Schaltungsvolumen um 50 % zu reduzieren. Die Tatsache, dass die geringere Wärmeentwicklung weniger Kühlmaßnahmen erfordert, leistet außerdem einen entscheidenden Beitrag zur Miniaturisierung der Endprodukte.
Terminologie * IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Ein Bipolartransistor, der ein MOSFET mit isolierter Gate-Elektrode enthält. * MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) Dieser gängigste FET-Typ wird hauptsächlich als Schaltelement verwendet. * Schottkydiode Diese Diode verdankt ihre Gleichrichterwirkung einem Metall-Halbleiterübergang (Schottky-Übergang). Der Ladungstransport erfolgt ohne Beteiligung von Minoritätsträger mit Speichereffekt, sodass sich die Schottkydiode durch ausgezeichnete Hochfrequenz-Eigenschaften auszeichnet.
Weitere Informationen zu Henskes sind verfügbar unter “>http://www.henskes.de/
Über Henskes
Im Jahr 1994 (neu) gegründet, hat sich die Henskes Electronic Components GmbH als Partner namhafter Hersteller in der Distribution elektronischer Bauteile fest etabliert. Das Unternehmen mit Sitz in Laatzen bei Hannover vertreibt Produkte bekannt leistungsstarker Hersteller und bietet durch ein gut sortiertes eigenes Lager kurze Lieferzeiten und Versorgungssicherheit. Erfahrungswerte und Mitarbeiter-Know-how der Henskes Electronic Components GmbH gründen zu einem Großteil auf der langen Tradition, die der Name Henskes in der Elektronikbranche hat. Die ursprüngliche Firma Henskes ging in den 80er Jahren in einer internationalen Firmengruppe auf. Der Name Henskes steht auch heute bei Lieferanten und Kunden als Synonym für Kompetenz und Qualität in der Distribution.
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