Компания Microsemi производит широкую номенклатуру стандартных силовых полупроводниковых модулей, а также заказных специализированных модулей ASPM®, разрабатываемых по индивидуальным заказам.
Преимущества использования силовых полупроводниковых модулей Microsemi:
• Высокая плотность мощности
В силовых модулях используются открытые кристаллы, что увеличивает интеграцию устройства, а количество внешних связей значительно снижается. Все внутренние связи в модуле максимально коротки, что ведёт к минимизации паразитных активных и реактивных сопротивлений. Это, в свою очередь, обеспечивает безопасную работу на высоких частотах, повышает КПД и снижает возможные перегрузки по напряжению при выключении устройства. А снижение перегрузок уменьшает электромагнитные помехи и снижает требования к внешним фильтрам.
• Простота развязки
Благодаря компактности силового модуля, развязывающий конденсатор может быть присоединён в непосредственной близости от шипы питания, тем самым уменьшая паразитную индуктивность между шиной питания и силовым модулем.
• Минимизация тепловых сопротивлений
Силовой модуль изготавливается так, чтобы минимизировать тепловые сопротивления. Кристаллы, размещённые на подложке, гальванически изолированы от платы основания. В качестве подложки используется изолированный металл или керамика (оксид или нитрид алюминия). Тип и количество полупроводниковых кристаллов тщательно подбирается исходя из электронной схемы и минимизации температурных сопротивлений, а также цены изделия.
• Улучшенная помехозащищённость
С помощью специальных измерительных цепей на затворах и истоках выделяются управляющие сигналы для оптимальной помехозащищённости.
• Сортировка кристаллов
Для специальных высоконадёжных применений полупроводниковые кристаллы с целью увеличения эффективности работы силового модуля могут быть предварительно отсортированы по близости параметров, например, по пороговому напряжению или по току утечки.
• Интегрированный драйвер затвора
Функциональные элементы силового модуля, которые рассеивают большую мощность, размещаются непосредственно на подложке для внешнего охлаждения, а драйверы и элементы защиты, потребляющие меньшую мощность, монтируются на поверхность платы, размещённой внутри корпуса. Гальваническая изоляция входных сигналов может быть реализована посредством внутренних оптронов или трансформаторов. Такой силовой модуль может легко управляться сигналами от уровня земли.
• Повторяемость параметров продукции
Поскольку в процессе производства силового модуля все внутренние соединения задаются маской, достигается исключительная повторяемость как термических, так и электрических параметров, как для серии, так и для всей партии в целом.
• Высокая надёжность
Замена медного основания силового модуля на композитные материалы (AlSiC) с металлической матрицей улучшает температурные характеристики устройства. Композитный материал и керамическая подложка имеют практически одинаковый коэффициент температурного расширения.
Все эти преимущества и достоинства обеспечивают наилучшую эффективность и надёжность силовых модулей компании Microsemi и делают обоснованным использование готовых силовых модулей по сравнению со сборками из дискретных элементов. В результате интеграции уменьшается как размер, так и вес силового модуля. Для применений, где критическим параметром является вес устройства, наиболее целесообразным является использование силовых модулей с основанием из AlSiC, так как этот материал почти в три раза легче меди.
Цена силового модуля также уменьшается в результате отказа от внешних дискретных элементов и сопутствующих деталей. Стоимость конечного устройства уменьшается по сравнению с решением на основе дискретных элементов. Также снижаются затраты на сборку всего изделия, что приводит к сокращению времени выхода на рынок готовой продукции.
Стандартные силовые модули компании Microsemi
Силовые модули совместимы с действующими промышленными стандартами, имеют большой спрос со стороны разработчиков и конкурентную цену. При производстве стандартных силовых модулей используются общепринятые в промышленности корпусы. Серия стандартных силовых модулей включает в себя устройства всех самых распространённых топологий ключевых схем. Их производство основано на использовании кристаллов IGBT и MOSFET всех технологий (MOS V®, MOS 7®, CoolMOS™, MOS 8®) и силовых диодов (FRED и SiC), выпускаемых компанией Microsemi:
- Драйвер затвора IGBT (MOSFET);
- Трёхфазный мост;
- Трёхфазный мост + Выпрямитель + Ключ + NTC;
- Несимметричный мост;
- Повышающий чоппер;
- Двойной повышающий чоппер;
- Понижающий чоппер;
- Двойной понижающий чоппер;
- Два транзистора с общим истоком (эмиттером);
- Три пары транзисторов с общим истоком;
- Мост;
- Мост + Последовательный и Параллельный диоды;
- Полумост;
- Полумост + Последовательный диоды;
- Полумост + Последовательные и Параллельные диоды;
- Три полумоста;
- Одиночный ключ;
- Одиночный ключ + Последовательные диоды;
- Одиночный ключ + Последовательный и Параллельные диоды;
- Одиночный диод;
- Два диода с общим анодом;
- Два диода с общим катодом.
Силовые модули специального назначения (ASRM®)
Эти силовые модули проектируются согласно требованиям заказчика. По желанию заказчика инженеры Microsemi могут включить в состав силовых модулей различные кристаллы, в том числе и других производителей. Также заказные силовые модули производятся в корпусах, удобных заказчику.