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Los sistemas de alto rendimiento requieren componentes con mayor eficiencia y, para este propósito, los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) son un elemento básico de la industria. Sin embargo, optimizar la eficiencia y las limitaciones de espacio de los IGBT requiere un diseño cuidadoso y una conexión correcta de los componentes, lo que hace que el diseño de estos sistemas sea una tarea complicada para los ingenieros.
Hoy, en el evento APEC 2024 de esta semana, Onsemi anunció su séptima generación de módulos de potencia basados en IGBT, diseñados para que la eficiencia y la densidad sean fácilmente alcanzables para los diseñadores. All About Circuits tuvo la oportunidad de escuchar a Ajay Sattu, director de marketing de productos, división de energía industrial, Power Solutions Group de Onsemi, para conocer más sobre la nueva familia.
Los IGBT FS7 utilizan sustratos importantes
La familia de productos FS7 1200V SPM31 de Onsemi es la última innovación de la compañía en tecnología de módulo de potencia inteligente (IPM), particularmente para aplicaciones de variador de inversor trifásico.
Según Onsemi, la familia de IPM FS7 1200V SPM31 es particularmente adecuada para diseños de variadores de frecuencia trifásicos.
Esta familia se basa en la tecnología Field Stop IGBT de 7ª generación (FS7 IGBT) y ofrece avances notables en eficiencia, densidad de potencia y gestión térmica.
Según Onsemi, un avance clave en esta generación de productos es el uso de sustratos como el cobre adherido directamente (DBC) y la cerámica, que contribuyen a un rendimiento térmico superior y una disipación de calor eficaz.
Controladores de puerta integrados
Además, los nuevos módulos están altamente integrados e incluyen circuitos integrados de controlador de puerta, múltiples funciones de protección en el módulo y componentes integrados como diodos, resistencias, termistores NTC y, por supuesto, interruptores de alimentación IGBT. En general, la familia IPM de 1200 V incluye tres ofertas que van desde soporte de 15 A, 25 A y 35 A.
La estructura de la familia de productos FS7 1200 V SPM31. (Haga clic para ampliar la imagen)
Una mejora clave en la serie FS7 1200V SPM31 en comparación con las generaciones anteriores es su capacidad de entregar mayor corriente en el mismo espacio. Específicamente, los nuevos módulos logran una reducción del 10% en las pérdidas de energía, lo que contribuye a un mejor rendimiento térmico sin comprometer el tamaño del paquete.
Esta ganancia de eficiencia es fundamental para aplicaciones que requieren un alto rendimiento en espacios limitados, ya que permite el desarrollo de sistemas más pequeños, más eficientes y más confiables. Además, la serie FS7 1200V SPM31 presenta un aumento del 9 % en la densidad de potencia, una métrica que se está volviendo cada vez más importante en el desarrollo de la electrónica de potencia, ya que afecta el tamaño y el costo general del sistema.
Según Sattu, la familia también tiene ventajas sobre la competencia. «…Este producto ofrece una reducción de tamaño de casi el 50%, lo que significa que ofrece una densidad de potencia muy alta, pero por supuesto no a expensas de la eficiencia», afirma.
«La eficiencia también es casi un 10 % mayor, debido a menores pérdidas de conmutación y menores pérdidas de conducción gracias a la tecnología IGBT, así como a un mejor rendimiento térmico en el mismo tamaño de paquete que antes».
Avanzar
La nueva familia IPM de Onsemi, ejemplificada por los módulos SPM31, refleja tendencias más amplias en el sector de la electrónica de potencia. A medida que los ingenieros se ven sometidos a una presión cada vez mayor para desarrollar soluciones que no sólo sean más eficientes energéticamente, sino también más compactas y térmicamente robustas, los módulos destacan por su enfoque innovador.
La inclusión de sustratos de última generación como el cobre adherido directamente (DBC) y la cerámica, así como un alto nivel de integración, han dado como resultado reducciones significativas en el tamaño y mejoras en la eficiencia, las cuales son cada vez más importantes para Diseñadores de sistemas de calefacción y refrigeración.
Por estos motivos, Onsemi afirma que los dispositivos son más adecuados para aplicaciones como bombas de calor, sistemas HVAC comerciales y servomotores.
Para obtener más información, consulte la nota de aplicación de Onsemi “Módulo de potencia inversor trifásico 1200V SPM 31 Versión 2 Serie”.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de Onsemi.
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