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Resonant schaltendes IPM
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Resonant schaltendes IPM - neue Möglichkeiten in der Leistungselektronik

Das resonant schaltende Halbbrücken-IPM (Intelligent Power Module) von alpitronic stellt eine technologische Neuheit dar, die im Bereich der Leistungselektronik neue Möglichkeiten in puncto Schaltfrequenzen, Energieeffizienz und EMV-Eigenschaften bietet.Je nach Systemanforderung kann das Modul derart eingesetzt werden, dass bei gleichbleibenden Schaltfrequenzen die Schaltverluste deutlich reduziert werden oder deutlich höhere Schaltfrequenzen angewandt werden können.

Drastische Reduktion der Schaltverluste - höhere Schaltfrequenzen

Mit dem resonant schaltenden Halbbrücken-Modul auf 600V IGBT-Technologie wird das Ziel erreicht, stromführende Halbleiter strom- und spannungslos einzuschalten und kapazitiv entlastet auszuschalten.
Der in das Halbbrücken-Modul integrierte Resonanzkreis erlaubt es, die Schaltverluste drastisch zu reduzieren. Die Reduktion der Schaltverluste beträgt 53% bis 73% (abhängig vom Lastpunkt) im Vergleich zu hart schaltenden Systemen. Die integrierte Gate-Treiber-Stufe, welche sowohl die Halbbrücke als auch den Resonanzkreis lastabhängig ansteuert, erlaubt eine einfache Ansteuerung der Halbbrücke mit TTL-Signalpegeln.

Der Einsatz des resonant schaltenden Halbbrücken-Moduls eignet sich besonders gut bei folgenden Applikationen bzw. Anforderungen:

  • hoch taktende Systeme mit Schaltfrequenzen von bis zu 50 kHz bei Strömen von mehreren hundert Ampere (das Modul ist ohne jeglichen schaltungstechnischen Aufwand parallel schaltbar und so in der Stromtragfähigkeit skalierbar)
  • Leistungselektronische Systeme mit besonderen Anforderungen hinsichtlich hohem Wirkungsgrad, beispielsweise hocheffiziente Wechselrichter
  • Auf Grund des gutmütigen Schaltverhaltens und der simplen Ansteuerung über ein TTL-PWM-Signal eignet sich das resonant schaltende Modul in sämtlichen Halbbrücken-Applikationen, bei denen keine großen Aufwände in die Leistungselektronik-Entwicklung investiert werden sollen. Eine niederinduktive Anbindung des Zwischenkreis-Kondensators ist weniger kritisch als bei hart schaltenden Systemen, da Überspannungspitzen beim Ausschalten durch Entlastungskondensatoren minimiert werden
Ausgangsspannung (blau) bei Ausschaltvorgang

Eigenschaften

Das von alpitronic entwickelte und derzeit als Vorserie verfügbare resonant schaltenden Halbbrückenmodul ist gekennzeichnet durch:

  • 600 V IGBTs als Basistechnologie
  • PWM-Schaltfrequenzen von bis zu 50 kHz
  • Stromtragfähigkeit von 250 Aeff bei 50 kHz Schaltfrequenz
  • Reduktion der Schaltverluste je nach Lastpunkt im Bereich von 53% bis 73% im Vergleich zu einer hart schaltenden Brücke
  • Integrierter Resonanzkreis samt Gate-Treiber-Stufe
  • Simple Ansteuerung durch TTL-PWM-Signale
  • Sanfte Umschwungvorgänge der geschalteten Spannungen und Ausschalt-Überschwinger < 10% der Zwischenkreisspannung

Detailinformationen zum resonant schaltenden IPM:

Produktdatenblatt

Wir entwickeln weiter

Ein Modul auf 1200V IGBT-Technologie ist derzeit in Entwicklung und wird bis Ende 2012 verfügbar sein.