电子器件的模块化技术现状和发展趋势-1.ppt

电子器件的模块化技术现状和发展趋势 学号：110052174 黎夏 模块化技术现状 1 功率模块 2 单片集成式模块 3 智能功率模块(IPM) 1 功率模块 　 功率模块主要是功率电子电力器件按一定的功能组合再灌封成一个模块。 1）电力电子变换器 电力电子变换器常常需要多个功率器件组成，能将电力从交流转换为直流 （整流器） 直流转换为直流（斩波器），直流转换为交流（逆变器），同频率交流转换为交流（交流控制器），变频率交流 转换为交流（周波变换器）。变换器被广泛用于加热和灯光控制，交流和直流电源，电化学过程，直流和交流电极驱动，静态无功补偿，有源谐波滤波等等。 2) 变频器 变频器主电路也有专用的功率器件标准模块，可以灵活地组装成各种单相、三相半桥或全桥逆变器 下图为IGBT模块的几种组合方式 ：基本单元和二单元 除了基本单元和二单元外，典型组合方式还有六单元模块和七单元IGBT模块。六单元IGBT模块由6个IGBT和6个FD组成，有13个接线端，形成一台三相变频器。同样可以几个模块并联，以便用于更大电流应用。七单元IGBT模块，由7个IGBT和7个FD组成，可构成变频器和制动电路。还可以内置其他器件，如桥式整流电路的二极管、以及检测温度用的热敏电阻等。 浙江省嘉兴市 嘉兴斯 达携必威体育精装版IGBT产品亮 相2012上海慕尼黑电子 展产品用于功率范围从 0.5kw至1mw以上的不 同领域，包括：变频器 ﹑电焊机﹑感应加热﹑ 激光﹑太阳能电装置、 高压直流输变 电装置、家用电器、机 车牵引、ups、医疗设 备等等。 IGBT发展到今天，已经开发出第六代技术的产品，新的模块发展方向是低噪声辐射，高新能，紧凑型，低热组的封装技术跟第六代IGBT模块结合起来使其功能更加完美。 日本富士公司开发的Trench FS IGBT的新型模块，矩阵变换器专用的逆阻型模块。 德国EUPEC公司开发了中等功率传动用IGBT模块，模块的基板上内置电流取样电阻，可测量35kW等级逆变器的电流。 德国Semikron电子公司开发的MiniSKiip型CIB（整流、逆变、制动斩波）模块，并推向市场。 2009年Semikron又推出新一代MiniSKiip -Ⅱ型CIB模块，使用当今前沿的芯片封装，改善热阻、减小尺寸，为0.37～30 kW变频器提供低成本、紧凑型1200V及600V功率模块。模块内还集成一个温度传感器，以检测模块内温度。 2 单片集成式模块 随着半导体集成电路技术的进步和发展，将功率器件、驱动、控制、保护等电路，集成在一个硅片上，形成所谓单片集成 (System on chip) 模块。 美国功率集成 (Power Integration) 公司开发的单片系列开关电源芯片：DPA-Switch、PKS-Switch、LNK-Switch、TNY-Switch、TOP-Switch 等等，这些都是一种高频开关电源专用的模块。 第五代产品TOPSwitch-HX，具有软启动、线性限压检测、远程通/断控制、在线热关闭选通，并可调至零负载和由用户设置精确的限流值等功能。TOPSwitch-HX有33种型号，如TOP254、TOP262等，这种模块将功率MOS管和PWM电路集成在同一芯片上。可另外 配接桥式整流电路、电感、电容、二极管及变压器，用以组装成130 kHz、250W以下 的 Buck, Boost, Forward, Flyback等DC-DC或AC-DC开关变换器。其特点是外围电路简单、成本低廉。 下图给出TOP242-250的功能方块图 单片集成模块简单，应用方便，但由于传热、隔离等问题还没有有效解决，而且用单片集成技术将高电压、大电流功率器件和控制电路集成在一起的难度较大，目前这种集成方法只适用于小功率电力电子电路中。 3 智能功率模块IPM 　 智能功率模块是一种先进的功率开关器件，具有大功率晶体管高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及场效应晶体管高输入阻抗