用于簡(jiǎn)易變頻器設計的新型扁平輸入整流器
用于變頻器設計的新型的輸入整流器為電力電子學(xué)帶來(lái)了一個(gè)全新的理念,并且具有如下優(yōu)點(diǎn):降低了整體損耗、簡(jiǎn)化制冷設計、減小了模塊的體積和重量。在IGBT和輸入整流器之間可以實(shí)現直接的無(wú)線(xiàn)連接。
SEMiX®輸入整流器為功率模塊的緊湊式布局奠定了基礎,它也為電力電子系統的發(fā)展樹(shù)立了一個(gè)新的標準。這種布局為簡(jiǎn)易變頻器設計提供了分離的輸入、輸出端子。因為這種新型輸入整流器的進(jìn)步,在電流大于150A以上的應用中,二極管模塊或晶閘管模塊首次和IGBT模塊可以具有相同的封裝,這便使新型低成本變頻器的設計成為可能。在IGBT和輸入整流器之間的母排可以直接連接。這意味著(zhù)在同樣的安裝高度下就可以安裝所有的功率器件及其相關(guān)的驅動(dòng)電路。如果IGBT驅動(dòng)電路安裝在IGBT模塊的頂部,則整個(gè)模塊的高度可以大大的降低(圖1)。
直流環(huán)節電容無(wú)須通過(guò)吸收電容而直接連接,低的直流環(huán)節電感能夠減小系統的過(guò)電壓。在現代系統中,電磁兼容保護措施是一個(gè)重要的提升成本的因素,最有效的方法就是使用智能化的變換器設計方法將電磁兼容問(wèn)題消除在它產(chǎn)生的階段。
SEMiX®模塊闡明了賽米控的奮斗目標:在現有應用的基礎上來(lái)降低總的損耗并且降低系統的成本。由于現代設計技術(shù)的進(jìn)步,模塊級的系統損耗已經(jīng)降到了最低。因此我們成功的關(guān)鍵在于降低器件的開(kāi)關(guān)損耗和線(xiàn)路損耗。低功耗自身就意味著(zhù)系統具有更高的效率、節省能量、簡(jiǎn)單的制冷系統、更緊湊的模塊設計、更小的體積和更輕的重量,自然也意味著(zhù)更低的成本。為了降低今后變頻器的生產(chǎn)成本,必須在電力電子工程學(xué)中優(yōu)化現代電力電子系統的設計以滿(mǎn)足未來(lái)低成本的需求。
螺孔端子位于模塊頂部的標準輸入模塊已經(jīng)存在大約30年了。從事電氣傳動(dòng)變頻器設計的工程師正日益面臨這樣一個(gè)問(wèn)題:即以標準模塊為基礎來(lái)設計雜散電感很小的緊湊的低電感變頻器系統。在IGBT模塊領(lǐng)域,電流從100A到900A,端子高度為17mm的扁平化模塊已經(jīng)成為了新的產(chǎn)品標準。
賽米控的新型整流器在如下幾個(gè)方面滿(mǎn)足了系統開(kāi)發(fā)者的要求:
用戶(hù)友好的正/負端子;
用戶(hù)友好的交流端子;
模塊高度和最新一代IGBT的模塊的高度相同。
二極管和晶閘管模塊的歷史可追溯到上個(gè)世紀70年代,那時(shí)模塊中的熱流和電流是分離的。主端子和模塊散熱側之間的電氣絕緣允許不同的模塊安裝在同一個(gè)散熱器上,并且不同的元器件可以封裝在一個(gè)模塊中。根據功率等級的不同,現在通常將整流橋或串聯(lián)的兩個(gè)晶閘管或二極管集成在一個(gè)模塊里。這就是半橋——是所有橋式整流器和反并聯(lián)連接的標準基礎,也是世界范圍內使用最廣泛的變換器的連接方法之一。1975年賽米控首次推出了SEMiPACK 產(chǎn)品,這是世界上的第一個(gè)絕緣的功率模塊,從此在功率模塊的封裝領(lǐng)域就確立了它的標準地位。
SEMiX® 設計理念已經(jīng)擴展到二極管和晶閘管模塊
新型的輸入整流器模塊使用和IGBT模塊同樣的安裝和連接技術(shù)。由于賽米控創(chuàng )新型的解決方案,市場(chǎng)對端子高度為17mm的扁平輸入整流器的需求現在得到了滿(mǎn)足。事實(shí)上正是這種新產(chǎn)品的出現,電力電子業(yè)界現在才能夠為電力電子系統提供有吸引力的整體解決方案。
新型輸入整流橋產(chǎn)品系列有6種封裝尺寸即1,2,3,4,33和13。2和13可用于整流橋模塊。
模塊的底部是3mm厚的銅底板。氧化鋁陶瓷基板用作電氣絕緣層。雙極型芯片被焊接到DCB上。
賽米控生產(chǎn)的晶閘管和二極管芯片表面經(jīng)過(guò)玻璃鈍化處理。賽米控在過(guò)去的三十多年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)晶閘管和二極管芯片,她在這一領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗,芯片通過(guò)金屬線(xiàn)連接。模塊內部設計經(jīng)過(guò)優(yōu)化能夠保證大的浪涌電流,這在晶閘管和二極管中是必須的。正如IGBT模塊中的連接方式一樣,用彈簧來(lái)實(shí)現陰極與門(mén)極的輔助連接,這種方法使得連接的路徑很短。驅動(dòng)板可以直接安裝在整流器的頂部或用快速接頭和金屬線(xiàn)來(lái)連接。和IGBT模塊相似,在此處使用的無(wú)焊連接工藝允許變頻器的功率電路和驅動(dòng)電路在生產(chǎn)過(guò)程的任何階段進(jìn)行裝配,而且這種無(wú)焊連接如果出于測試和維修的目的也能夠輕易地被拆開(kāi)。對于中大功率變頻器輸入側而言,電流達到400A的整流橋已經(jīng)出現了一種新型連接模式。其額定功率等級的劃分和SEMIPACK® 系列類(lèi)似,屬于業(yè)界認同的標準。
SEMiX® 13是一個(gè)三相整流橋模塊。這意味著(zhù)不需要額外的外部電路,當然也節省了組裝時(shí)所需要的材料,而且在一部分應用中,直流環(huán)節連接到正負端子的銅排也節省了。此外,如果在模塊的頂部用一塊板來(lái)實(shí)現功率部分的連接,則連接板的尺寸也可以減小。由于模塊的緊湊化設計,模塊的表面積減少了30%:和三對模塊總安裝面積為93mm*80mm(模塊安裝間距為10mm)相比,一個(gè)SEMiX® 13的安裝面積僅為110mm*50mm。
為連接功率器件及散熱器所需的螺釘也大大減少了:SEMiX 13僅需要9個(gè)螺釘,而三個(gè)模塊卻需要15個(gè)螺釘。這便大大減少了安裝模塊所需要的工時(shí)。
這種類(lèi)型的橋式整流器被用作變頻器的輸入整流橋。
在如下的應用領(lǐng)域也可使用其他的橋式整流拓撲結構:
·電氣設備的輸入整流器
,如電池充電器和電源
·直流電機驅動(dòng)器的整流橋(為驅動(dòng)或電樞電路供電)
直流環(huán)節電容按照可控或不控的方式進(jìn)行預充電。在可控預充電方式下,充電電流(輸入浪涌電流)是受到限制。SEMiX®橋式整流器有B6HK和 B2HK兩種拓撲結構。
完整的功率電子系統
新型輸入橋式整流器的發(fā)展為功率變換電路帶來(lái)了全新的理念,并具有如下的優(yōu)點(diǎn):整體能耗的降低、簡(jiǎn)化的散熱系統、模塊體積和重量的減小。這種通用的設計技術(shù)能夠被用于輸入電路和逆變器中。事實(shí)上功率電子系統現在有最好的基礎來(lái)降低新一代變頻器的生產(chǎn)成本。
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首先表現在“直線(xiàn)式”的簡(jiǎn)潔。新多力為客戶(hù)提供原廠(chǎng)的一系列電力電子標準化模塊,由原廠(chǎng)直接服務(wù)于終端客戶(hù),中間無(wú)需通過(guò)代理商,在網(wǎng)站可以獲取直觀(guān)的產(chǎn)品信息,包括小批量梯次價(jià)格、庫存數量、技術(shù)規格書(shū)、其他著(zhù)名電力電子品牌產(chǎn)品的對照搜索等。大批量產(chǎn)品可以通過(guò)郵件、電話(huà)、傳真等方式獲得更優(yōu)惠價(jià)格。另外,客戶(hù)可以隨時(shí)在網(wǎng)站上查詢(xún)所有的歷史訂單信息進(jìn)行跟蹤。
由于銷(xiāo)售環(huán)節的簡(jiǎn)易化和網(wǎng)上交易的便捷性,使得產(chǎn)品獲得更具競爭力的價(jià)格,交貨期也會(huì )較傳統營(yíng)銷(xiāo)模式要快速很多。
物流的優(yōu)勢體現在新多力德國的一套成本節約戰略。
24小時(shí)全天候的客服以及完善的產(chǎn)品售后服務(wù)體系。
技術(shù)性方面,除完善的在線(xiàn)產(chǎn)品資訊和產(chǎn)品知識庫,新多力配備了專(zhuān)業(yè)技術(shù)工程師進(jìn)行技術(shù)答疑。
新多力也同時(shí)享有賽米控集團在資源上的眾多優(yōu)勢。
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