SEMIKRON stellt für 3-Level-Solar- und USV-Anwendungen Produkte in jedem Leistungsbereich vor
3-Level-Technik zukünftig bei den IGBT-Modulen MiniSKiiP, SEMITOP und SKiM 4 für einen breiten Leistungsbereich erhältlich / Zwei 3-Level-Topologien / TNPC-Schaltung für SKiM 4 bis 900VDC und 480VAC / NPC für MiniSKiiP und SEMITOP bis 1.500VDC und 1.000VAC
SEMIKRON, einer der führenden Leistungshalbleiterhersteller weltweit, bietet in der 3-Level-Technik zukünftig ein breiteres Produktspektrum an. Die 3-Level-Technik zeichnet einen verringerten Klirrfaktor und einen damit verbundenen reduzierten Filteraufwand aus. Gerade bei Anwendungen, die eine sehr saubere Ausgangsspannungs- und Ausgangsstromform zur Verfügung stellen müssen, wie unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Solarwechselrichter, ist dies von sehr großer Bedeutung. Die Produktpalette umfasst zukünftig die IGBT-Module MiniSKiiP, SEMITOP und SKiM 4.
Das bodenplattenlose Modul SKiM 4 ist das leistungsstärkste IGBT-Modul mit Nennströmen zwischen 200A und 600A. Ohne eine Parallelschaltung von mehreren Modulen sind bis zu 250kVA realisierbar. Im Rahmen der TNPC-Topologie sind die verfügbaren Spannungen des SKiM 4 650V und 1.200V, in der NPC-Topologie sind es 1.200V. Die TNPC-Variante kann dabei bis 900VDC und 480VAC liefern. Mit NPC-Modulen kann die Niederspannungsrichtlinie bis an die Grenzen 1.500VDC und 1.000VAC ausgereizt werden.
Für kleinere Ströme steht das bodenplattenlose IGBT-Federkontaktmodul MiniSKiiP zur lötfreien Montage in den Leistungsbereichen 75A bis 200A und 650V zur Verfügung, wodurch eine Leistung bis zu bis zu 85kVA ermöglicht wird. Die im Vergleich zu Wettbewerbern sehr hohe Stromdichte von 4,9A/cm² macht dieses Modul sehr interessant für kompakte Aufbauten. Die Montage ist einfach. Mit nur einer Schraube wird das Modul mit dem Kühlkörper und der Ansteuerplatine verbunden.
Das Gegenstück zum lötfreien MiniSKiiP, der SEMITOP, ein nur 12mm hohes IGBT-Modul zum Anlöten des Power Circuit Boards, ist für Stromstärken von 20A bis 150A im Einsatz. Mit diesen bodenplattenlosen Lötmodulen, die in der NPC-Topologie zur Verfügung stehen, können Leistungen bis 65kVA erzielt werden. Die Spannung beträgt 600V.
Der Wegfall von Stromschienen begünstigt sowohl beim SEMITOP als auch beim MiniSKiiP die Kompaktheit des Aufbaus.
Über 3-Level
Die 3-Level-Technik wurde ursprünglich zum Schalten von Spannungen gedacht, die höher waren als die Halbleiter-Sperrspannung. Jetzt liegt das Augenmerk auf der Ausgangsspannungsform: statt voller positiver oder negativer Zwischenkreisspannung steht nun zusätzlich jeweils die Hälfte der Zwischenkreisspannung zur Verfügung.
In der 3-Level-Technik ähnelt der mehrstufige Kurvenverlauf einer Sinusschwingung stärker als bei herkömmlichen 2-Level-Umrichtern. Der große Nutzen der 3-Level-Technik ist der verringerte Klirrfaktor und der damit verbundene reduzierte Filteraufwand. Gerade bei Anwendungen, die eine sehr saubere Ausgangsspannungsform und Ausgangsstromform zur Verfügung stellen, wie eine „unterbrechungsfreie Stromversorgung“ oder Solarwechselrichter, ist dies von sehr großer Bedeutung.
Über die Topologien NPC und T-NPC
SEMIKRON stellt Module in zwei 3-Level Topologien NPC (Neutral Point Clamped) und TNPC (T-Type Neutral Point Clamped) her. Beide Topologien haben ihre Vorteile.
Der Vorteil der NPC-Topologie liegt darin, dass insgesamt eine höhere Zwischenkreisspannung verwendet werden kann, als jeder einzelne Leistungshalbleiter in der Lage ist zu sperren. Damit können Hersteller von Solarwechselrichtern eine Zwischenkreisspannung von bis zu 1.500VDC an die Module anlegen statt eine maximalen Zwischenkreisspannung von etwa 1.100VDC bei 2-Level Modulen.
Die NPC-Topologie hat gegenüber der TNPC-Topologie ein weniger aufwändiges Fehlermanagement, obwohl dieselbe hochwertige Ausgangsspannungsform erzielt werden kann. Im Gegensatz dazu sind TNPC-Module jedoch etwas leistungsstärker als NPC-Module, da diese Topologie mit 8 anstelle von 10 verschiedenen Halbleitern auskommt.
Über SEMIKRON:
SEMIKRON ist einer der führenden Leistungshalbleiterhersteller weltweit. Das Familienunternehmen mit Hauptsitz in Nürnberg beschäftigt weltweit 3.900 Mitarbeiter. Ein internationales Netzwerk aus 36 Gesellschaften mit Produktionsstandorten in Brasilien, China, Deutschland, Frankreich, Indien, Italien, Korea, Slowakei, Südafrika, und den USA garantiert eine schnelle und umfassende Betreuung des Kunden vor Ort.
SEMIKRON ist ein Hersteller von Chips, diskreten Halbleitern, Transistor-, Dioden- und Thyristor-Modulen und leistungselektronischen Systemen für Anwendungen in Industrieantrieben, Wind- und Solaranalagen, Hybrid- und Elektrofahrzeugen, Schienenfahrzeugen und Stromversorgungen. SEMIKRON ist mit einem Anteil von 30% Marktführer bei Dioden- und Thyristor-Halbleitermodulen. (Quelle: IMS Research, The World Market for Power Semiconductor Discretes & Modules – 2011 Edition)
Mit der mehrheitlichen Übernahme von Compact Dynamics, einem Entwicklungsspezialisten für innovative elektrische Antriebe und Kontrollsysteme, dem Joint Venture mit drivetek, einem Anbieter von applikationsspezifischer Steuerungstechnologie und der Firmenübernahme von VePOINT, einem Entwickler und Hersteller von Umrichtern, DC/DC-Wandlern und Ladegeräten setzt SEMIKRON erneut ein Zeichen im Hybrid- und Elektrofahrzeugmarkt.
Kürzlich präsentierte das Unternehmen eine revolutionäre Aufbau- und Verbindungstechnologie für Leistungshalbleiter, die komplett auf Bonddrähte, Lötverbindungen und Wärmeleitpaste verzichtet. Die neue SKiN-Technologie ersetzt Bonddrähte durch eine flexible Folie sowie Lötverbindungen und Wärmeleitpaste durch Sinterverbindungen. Eine höhere Stromtragfähigkeit und eine zehn Mal höhere Lastwechselfestigkeit, die bei bisherigen Aufbauten mit limitierenden Bonddrähten nicht erreichbar war, ist damit möglich. Das Volumen eines Umrichters wird dadurch um 35% reduziert. Besonders für Umrichter in Fahrzeugen und Windkraftanlagen ist diese zuverlässige und platzsparende Technologie optimal.