【应用】IGBT模块A0-VS122PA300M7-L757F70用于75KW伺服驱动器，导通损耗降低20%

时间： 2019-08-19 来源：Vincotech

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IGBT模块,A0-VS122PA300M7-L757F70,VINcoDUAL E3,Vincotech

伺服驱动器在电机驱动控制中具有运行范围大、启动速度快、灵敏度高、无自转现象、噪音小的优点，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中，是现代运动控制的重要组成部分。高性能伺服驱动器一方面追求更加卓越的动态性能，一方面向模块化、小型化方向发展。因此，为内部的功率器件集成度、损耗、可靠性提出了更高的要求。VINCOTECH（威科）公司是全球领先的电力电子模块解决方案供应商，其生产的新一代E3系列IGBT模块，采用低损耗M7晶圆，导通损耗比IGBT4降低20%，实现更小的尺寸和更高的功率密度，应用在伺服驱动器上有助于优化产品尺寸，提高功率密度。该系列模块A0-VS122PA300M7-L757F70应用在75KW伺服驱动器中的应用方案如图1所示：

图1. 75KW伺服电机系统原理图

如上图所示，在功率转换单元部分，三相交流市电经过整流桥模块整流、滤波后，成为直流高电压，为后级逆变器提供稳定的电压支撑，后级三相逆变器根据DSP控制单元的输出驱动脉冲产生频率变化的正弦电压驱动电机的运转。整个功率单元电压转换为AC-DC-AC。在该方案中，逆变器半桥桥臂选择Vincotech（威科）公司VINcoDUAL E3系列的A0-VS122PA300M7-L757F70模块，该模块采用第7代三菱芯片和新型的SLC、IMB封装技术，具有超低的饱和压降，其饱和压降VCesat在Tj=150℃，IC=300A时最大值仅2.05V，并具有更高的可靠性，应用在大功率伺服驱动器中能进一步优化产品的尺寸、降低损耗，实现更高的功率密度。A0-VS122PA300M7-L757F70内部原理图如图2所示。

图2. A0-VS122PA300M7-L757F70内部原理图

在最大额定值方面，该功率模块半桥开关的集电极-发射极电压VCES高达1200V，门极驱动电压VGES为±20V，集电极电流IC为323A，重复峰值集电极电流ICRM高达600A，最大可承受耗散功率Ptot为621W，最高结温为175℃，具有高可靠性的优点。内部半桥二极管的重复峰值反向电压VRRM达1200V，连续正向电流IF为274A，重复峰值正向电流IFRM达600A，正向电压最大2.1V（@IF=300A，Tj=125℃），漏电流仅180uA，该二极管性能优异，损耗低，应用在功率电路部分无需为IGBT器件并联额外的二极管以降低损耗。

该功率模块绝缘电压高达4000V，爬电距离18.1mm，高绝缘电压可使桥臂之间布局更加紧凑，有利于优化功率单元的体积。内部半桥开关、半桥二极管的结-壳热阻分别为0.094K/W、0.151K/W，壳-散热器热阻（@相变散热材料导热系数3.4W/mK）分别为0.059K/W、0.069K/W，低热阻有利用IGBT模块迅速散热，增强该模块高功率运行能力，避免出现热失控的风险。该模块采用压接式Press-fit管脚，预涂相变导热界面材料，并采用业界通用的EconoDUAL3封装，可pin to pin替换市面上同类产品，不但提高生产效率，而且具有更加优化的散热性能。

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产品型号	品类	SUB-TOPOLOGY	PRODUCT LINE	VOLTAGEIN（V）	CURRENTIN(A)	MAIN CHIP TECHNOLOGY	HOUSING FAMILY	HEIGHTIN（mm）	ISOLATION
V23990-K429-A40-PM	IGBT功率模块	CIB-KE-NTC	MiniSKiiP® PIM 3	1200	75	IGBT4	MiniSKiiP® 3	16	Al2O3

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产品型号	品类	产品状态	拓扑	电压(V)	电流(A)	模块高度 (mm)	晶圆工艺	封装
10-0B06PPA004RC-L022A09	SiC功率模块	Series production	PIM+PFC(CIP)	600V	4A	17mm	IGBT RC	flow 0B

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型号- 10-0B06PPA010RC01-L025A19,10-R106PPA020SB01-M934A,10-PC06PPA010SB-M683B06Y,10-0B06PPA010RC-L025A09,10-P006PPA010SB-M683BY,10-PX06PPA020SJ,10-F006PPA0**SB**-M68**,10-R106PPA0**SB**-M934A,10-PG06PPA0*0SJ01-LH5*E08T,10-F006PPA020SB-M685B,10-0B06PPA004RC-L022A09,10-F006PPA020SB01-M685B10,10-PG06PPA0*0SJ-LJ0*B08T,10-PG06PPA0*0SJ02-LH9*E08T,10-0B06PPA004RC-L022C09,10-0B06PPA006RC-L023A09,10-F006PPA010SB-M684B,10-F006PPA010SB-M683B,10-0B06PPA0**RC**-L02****

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