Informe Mercado de Semiconductores Automotrices Acelere la Demanda de Componentes de Energía como IGBT y MOSFET Parte 1

En este informe ofrecemos una evaluación completa del mercado. a través de profundas ideas cualitativas, datos históricos y proyecciones verificables sobre el tamaño del mercado. Las proyecciones presentadas en el informe se han derivado utilizando metodologías y suposiciones de investigación probadas. Al hacerlo, el informe de investigación sirve como un repositorio de análisis e información para cada faceta del mercado, incluyendo pero no limitado a: mercados regionales, tecnología, tipos y aplicaciones. Aumentar los sistemas de seguridad, no sólo la seguridad pasiva, p. (ABS), control electrónico de estabilidad (ECS), detección de puntos ciegos (BSD), control adaptativo de crucero (ACC) y asistencia de cambio de carril (LCA), entre otros.

Todas estas funciones inteligentes mencionadas anteriormente requieren un dispositivo semiconductor para realizar su función. La función principal de un semiconductor es conducir la electricidad fácilmente en una dirección entre otras funciones más específicas. Las regulaciones sobre seguridad y emisión impulsarán el mercado de los componentes y dispositivos conectados en el vehículo para asegurar el monitoreo y la notificación de la emisión de vehículos cumpliendo con las regulaciones establecidas por el gobierno.

Superioridad del IGBT frente al MOSFET

El IGBT tiene la ventaja sobre el MOSFET a mayores frecuencias de conmutación. Pero a frecuencias de conmutación más bajas, el MOSFET tiene la pérdida global más baja y la temperatura de unión de funcionamiento más baja. (El IGBT y MOSFETs seleccionados tienen aproximadamente los mismos tamaños de matriz y impedancias térmicas.) Esto es de alguna manera contraria a la sabiduría convencional donde a menudo se argumenta que los MOSFET tienen un mejor desempeño en frecuencias de conmutación más altas. Sin embargo, estos resultados indican lo contrario y pueden atribuirse principalmente debido al componente de pérdida de recuperación de diodos significativamente más bajo del IGBT + FRD (diodo de recuperación rápida) y la mejora significativa en minimizar el comportamiento de corriente de cola del IGBT.

La menor pérdida de conmutación del IGBT + FRD debido a un componente de pérdida de recuperación de diodo significativamente menor le da la ventaja sobre el MOSFET a 20 kHz (una frecuencia de conmutación relativamente alta para esta aplicación). Además, la pérdida de conmutación del MOSFET se puede reducir significativamente mediante el uso de un controlador de puerta con una mayor capacidad de fuente y corriente de hundimiento (por ejemplo, un controlador de fuente de alimentación 2-A / corriente de hundimiento). Como resultado, las pérdidas totales de MOSFET se reducirían y permitirían al MOSFET cerrar la brecha entre éste y el IGBT. El dv / dt superior resultante, sin embargo, podría causar efectos indeseables tales como sonidos de alta frecuencia y un mayor nivel de EMI irradiado. Curiosamente, a frecuencias de conmutación más bajas donde domina la pérdida de conducción, el MOSFET se beneficia debido a la ausencia de una "rodilla" en sus características de avance, junto con un RDS relativamente bajo (on).

Mientras que el IGBT sigue siendo el mejor dispositivo para seleccionar en este ejemplo de aplicación, la disponibilidad de significativamente menor RDS (on) MOSFET junto con un mejor comportamiento de recuperación de diodos y un conductor fuerte puerta podría comenzar a inclinación de la balanza hacia el MOSFET. En ese caso, llegaría entonces a una relación coste / rendimiento ("$ / Amp") con el IGBT probablemente teniendo el borde debido a una densidad de corriente mucho superior (para un tamaño de dado dado). Los IGBTs y MOSFETs similares están a menudo disponibles para una aplicación dada. Es útil comprender claramente las ventajas y limitaciones de ambos dispositivos y elegir uno que mejor se adapte a los requisitos en términos de rendimiento general y costo. Si bien esto no es un esfuerzo fácil, una mayor familiaridad con estos dispositivos de energía resultará beneficioso en la navegación de estas decisiones complejas.

Prespectiva de la Aplicacion

Dada la amplia disponibilidad de IGBTs y MOSFETs de potencia de alto voltaje con clasificaciones de voltaje de ruptura de 500 a 800 V, los diseñadores suelen enfrentarse al reto de seleccionar un IGBT o MOSFET para una aplicación dada y un conjunto de condiciones operativas. En el caso de accionamientos de motor de velocidad variable trifásicos en el rango de potencias nominales de 300 W a 5 kW, utilizando una tensión de bus cc en el rango de 300 a 400 V y típicamente implementado mediante una topología de seis interruptores, Los IGBT de 600 a 650 V (co-empaquetados con un diodo de recuperación rápida anti-paralelo) han sido tradicionalmente el dispositivo preferido desde una perspectiva de rendimiento global. Sin embargo, con la disponibilidad de alta velocidad de conmutación, RDS bajo (on) y diodos de cuerpo de recuperación relativamente rápidos de 500 a 650 V, se plantea la cuestión de si es hora de que el IGBTceda el MOSFET

Sobrecarga y Cortocircuito de los IGBT y MOSFETs

Aunque las generaciones mas modernas de los IGBT suelen tener mas capacidad de aguante y una incidencia a incidentes de apagado casi nula vale la pena saber cuales son las caracteristicas a evitar y como reconocer cuando sucede una de estas fallas para asi prolongar de manera significativa la vida de nuestros IGBT o MOSFETS y cuando no dan para mas, saber cuando cambiarlos.

Sobrecarga Esencialmente, el comportamiento de encendido y conmutación de IGBTs y MOSFETs bajo sobrecarga no difiere de la "operación estándar" bajo condiciones nominales. Con el fin de no sobrepasar la temperatura de unión máxima y para garantizar un funcionamiento seguro, el rango de sobrecarga tiene que ser restringido, ya que una mayor corriente de carga puede causar una mayor disipación de energía en el dispositivo o la destrucción de componentes tales como diodos debidos a efectos de modo de fallo dinámico. Cortocircuito Esencialmente, IGBT y MOSFET son a prueba de cortocircuitos, es decir, pueden ser sometidos a cortocircuitos bajo ciertas condiciones dadas y desactivarlos activamente sin dañar los semiconductores de potencia.

Hi-rel 1.2kV SiC Module Announced by Wolfspeed

Wolfspeed introduces SiC technology to outdoor systems in transportation and renewable energy. Wolfspeed has stretched its SiC power devices with the launch at PCIM 2017 of the industry’s inaugural power module that overcomes the tough environment qualification test for concurrent high-humidity, high-temperature and high-voltage situations. This reliableness benchmark allows system designers to utilize this device in outdoor applications such as transportation, wind, solar and other renewables where ultimate environmental conditions have traditionally challenged secure device operation. The latest all-SiC module, rated for 300 A and 1.2 kV blocking, was strained in an 85% relative humidity, 85 degree celsius ambient while biased at 80% of rated voltage (960V).

Accomplishment in tough situation testing under bias provides further confidence in the overall robustness of SiC device technology for all applications. “SiC components enable the design of compact, lightweight, low–loss converters required for railway transport applications,” said Michel Piton, semiconductor master expert at Alstom, a leading global supplier of systems, equipments and services for the railway market. “Achieving March 2017 the benchmark for temperature and humidity under high bias voltage is a key milestone for SiC devices in its adoption into our demanding market.” Powered by new Wolfspeed MOSFETs (CPM2-1200-0025A) and Gen5 Schottky diodes that also pass the tough environment test at the die level, the latest module retains the low 4.2 mΩ on-resistance and more than five times lower switching losses than similarly rated, latest generation IGBT modules. Module construction uses high thermal conductivity aluminum nitride substrates and optimised assembly methods to meet industry thermal and power cycling requirements. “This device is yet another industry-first driven by Wolfspeed,” said John Palmour, Wolfspeed’s chief technology officer. “The latest 1200V module demonstrates our commitment to enabling markets and applications by meeting the anticipated system requirements for 2020 and beyond.”

Available under part number WAS300M12BM2, the latest module can be driven using existing Wolfspeed gate drivers for 62mm modules.

Modulos IGBT Segmentacion y Factores de Crecimiento

Actualmente el mercado enfrenta una modernización inevitable esto incluye los modulos IGBT que empiezan a reemplazar aparatos rupestres y antiguos con la gran oleada tecnológica y ademas SIMPLEZA que los IGBT tienen, en este articulo exploraremos dos grandes factores: Mercado Global de IGBT y Tiristores: Factores de Crecimiento Debido a la tecnología desarrollada y la introducción de redes inteligentes en el sector de la energía, se prevé que el mercado mundial de IGBT y tiristores aumentará en un futuro próximo. Sin embargo, el aumento de la población y la demanda de una enorme fuente de energía se espera que realce el crecimiento del mercado.

 IGBT y tiristor se utilizan como fuentes de alimentación, controladores e inversores en aplicaciones de electrónica de potencia para satisfacer la creciente demanda de dispositivos de conmutación de estado sólido. Se espera que el número creciente de familias e infraestructura nucleares alimente la demanda del mercado en el futuro. IGBT y tiristores acomodan varias ventajas tales como menos tiempos de conmutación de MOSFET y pérdidas mínimas de conmutación para satisfacer las demandas actuales de electricidad en el futuro. Mercado Global de IGBT y Tiristores: Segmentación El mercado mundial de IGBT y tiristores puede ser segmentado en base a la aplicación como sistema de transmisión de CA flexible (FACTS) y HVDC. De los cuales, la aplicación de sistema de transmisión de CA flexible (FACTS) es el segmento líder en el mercado, ya que se utiliza para la gestión de la congestión, estabilización de voltaje, estabilización de frecuencia; Mantener el control de flujo de potencia y estabilidad, y otros. Otros segmento de aplicación es sub-segmentado como EV / HEV, energía renovable, regulador de nivel de líquido, transporte, regulador de luz, control de presión, controles de motor, etc.

Power Management Applications Get Latest 1700V and 2500V XPT™ IGBTs Launched by IXYS

IXYSCorporation, a leading maker of power semiconductors and ICs for power management, energy efficiency and motor control applications announced the 1700V and 2500V XPT™ IGBTs for power management applications. The current ratings of the new devices range from 26A to 178A and these are perfect for high-voltage (“HV”), high-speed power conversion applications. Devices which are packed together with anti-parallel fast diodes are also available.

IXYS has an enriched history of presenting cutting edge, state-of-the-art IGBTs and had introduced the HV IGBT outline and applications in power management particularly in the transportation, medical and manufacturing markets. Designed by utilizing the patented IXYS Extreme-Light Punch-Through (XPT™) technology and the leading edge IGBT processes, these latest devices characteristics such as lessened thermal resistance, little tail current, little energy loss, and fast switching capacity. Also, the positive temperature coefficient of their on-state voltage gets credit, the latest high-voltage IGBTs can be used in parallel, which provides cost-efficient solutions compared to series-connected, lower-voltage device ones. This therefore results in diminishing in the related gate drive circuitry, simplicity in design, and advancement in the reliableness of the overall system. The non-compulsory co-packed fast recovery diodes have less reverse recovery time and are designed to generate smooth switching waveforms and notably lower electromagnetic interference (EMI).

A significant number of high-voltage (“HV”), high-speed power management applications that can get advantage from using these IGBTs. Among them are HV converters, inverters, power pulse circuits, laser and X-ray generators, HV power supplies, HV test equipment, capacitor discharge circuits, medical switching applications, HV circuit protection, and HV AC switches. The new XPT™ IGBTs are found in the following international standard size packages: SOT-227, TO-247, PLUS247, ISOPLUS i5-Pak™, TO-247HV, TO-247PLUS-HV, and TO-268HV. The latter three have increased creepage distances between leads, making them sturdy against provoked voltages. Some example part numbers include IXYH24N170C, IXYN30N170CV1, IXYH30N170C, and IXYH25N250CHV, with collector current ratings of 58A, 88A, 108A, and 95A, respectively.