Номера

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

О журнале

Сотрудничество

Рекламодателю

Подписка

Главная / №3 (27) Май-Июнь 2009 / Тема номера

SEMIKRON. От чипов до интегральных систем

21 апреля в Конференц-центре «Поиск-Конференс» (Москва) прошел семинар «SEMIKRON — энергосбережение и энергоэффективность», организованный ООО «Семикрон» совместно со своим дистрибьютором ЗАО «КОМПЭЛ». На мероприятии присутствовало порядка 50 российских и зарубежных специалистов по силовой электронике.

Знакомству с брэндом был посвящен первый доклад Андрея Колпакова — инженера-консультанта ООО «Семикрон».

История компании начинается в 1951 году. Сейчас на нем трудятся порядка 3000 сотрудников, из них 2000 — на головном заводе в Нюрнберге. За три последних года рост товарооборота компании увеличился на 70%. Ключевые направления: привода (38%), возобновляемые источники энергии (20%), электротранспорт (12%). Экспорт своей продукции SEMIKRON осуществляет в 26 стран мира. Основной оборот приходится на Европу — 70%, остальные 30% — на Азию (20%) и Америку (10%). На 5 заводах происходит производство модулей, 3 завода производят чипы. В 7 странах мира расположены дизайнерские центры.

К основным факторам успеха компании относят следующие:

  • оперативная региональная поддержка (35 дочерних фирм);
  • преемственность управления (лишь 3 генеральных директора за 57 лет);
  • финансовая независимость (высокий коэффициент автономии);
  • высокий уровень инвестиций (90 млн. евро за 2 года);
  • силовая электроника в центре внимания (от чипов к системам);
  • SEMIKRON — создатель индустриальных стандартов: первый изолированный модуль, пружинные контакты, технология SKiiP, технология спекания и др.

Много лет на территории России официальным дистрибьютором SEMIKRON является компания «КОМПЭЛ». Особенностям работы в современных условиях был посвящен доклад Евгении Курышевой, бренд-менеджера ЗАО «КОМПЭЛ». Являясь ядром целой группы компаний, «КОМПЭЛ» в условиях кризиса не только не отказался ни от одного из своих бизнесов, но и приобрел еще один. Речь идет о световых решениях. В результате, появилась компания «Светотроника», образованная за счет объединения ресурсов «КОМПЭЛ» и Rainbow Technologies. «Светотроника» поставляет все необходимые компоненты и модули для производства светодиодного освещения, разрабатывает светодиодные устройства по заказам производителей, оказывает необходимые консультации по подбору компонентов и проектированию светодиодных устройств.

Говоря об итогах 2008 года, Е. Курышева отметила увеличение продаж «КОМПЭЛ» на 150%. Это стало возможным и благодаря поддержке большого склада стандартных модулей. Кроме того, снижены сроки поставки электронных компонентов, которые теперь возможно осуществить в течение 10-14 календарных дней, а доставка может быть выполнена за 3-4 дня.

В последующих докладах Андрея Колпакова основное внимание было уделено продукции SEMIKRON: новому поколению модулей Trench 4 IGBT, тиристорам SEMIPACK G6 и полностью цифровому драйверу IGBT SKYPER 52.

Trench 4 IGBT

Популярную серию SPT IGBT в этом году снимают с производства. На смену ей приходит Trench 4. Модули IGBT в стандартных конструктивах еще долго будут востребованы рынком, поэтому над их модернизацией работают практически все фирмы-изготовители. В производственной программе SEMIKRON семейство стандартных IGBT-модулей носит название SEMITRANS, а сами корпуса называются SEMITRANS 1...4 для одиночных и полумостовых конфигураций и SEMITRANS 6, 7 для 3-фазных мостов. Технология Trench IGBT 3 поколения, используемая при производстве модулей SEMIKRON 126 и 176 серий, обеспечивает сверхнизкие статистические потери. До недавнего времени характеристики проводимости этих ключей считались одними из лучших в своем классе, а сами модули были предназначены для использования на частотах переключения до 5-7 кГц. Усовершенствованная технология Trench 4-го поколения позволяет расширить область рабочих частот улучшить электрические параметры силовых ключей и одновременно уменьшить размер чипов. С появлением компонентов серии Т4 термин Trench перестал быть синонимом низкочастотных ключей, теперь эти элементы претендуют на звание универсальных, широкополосных.

Основные преимущества IGBT T4 по сравнению с модулями предыдущих поколений:

  • плотность тока повышена до 125A/см2;
  • энергия выключения снижена на 30%;
  • снижен удельный заряд затвора;
  • предельная температура кристалла повышена до 175°C, что эквивалентно увеличению запаса по предельному току на 20-25%;
  • скорость выключения dI/dt снижена примерно на 22%, что обеспечивает большую надежность в динамических режимах и позволяет работать при повышенном напряжении питания (этому способствует применение низкоиндуктивных конструктивов SEMITRANS/SEMiX, для модулей серии 12Т4 безопасным считается напряжение VDC = 900 В).

Улучшение характеристик модулей 4 поколения достигнуты не только благодаря применению новых кристаллов Trench 4 и CAL 4, но и за счет собственных свойств конструктива SEMITRANS: низкого значения активного сопротивления и паразитной индуктивности. Выпуск компанией SEMIKON силовых ключей семейства SEMITRANS Т4 дает возможность повышать эффективность и мощность преобразователей, построенных на базе стандартных компонентов без переделки конструкции и доработки системы охлаждения. Кристаллы Trench 4 предполагается использовать также при выпуске нового поколения IGBT SEMiX, популярность которого на рынке неуклонно растет. Силовые ключи серии T4 будут производиться в полумостовой GB и чопперной конфигурации GAL/GAR с током от 50 до 700 А, в виде одиночных ключей GA — от 400 до 700 А, для 3-фазных инверторов GD диапазон рабочих токов составит 100-500 А. Заканчивая презентацию Trench 4, докладчик сравнил новинку с предыдущим поколением IGBT Trench 2 — это ломовая лошадь для перевозки груза, медленная и прожорливая, а Trench 4 — быстрый скаковой жеребец.

SEMIPACK G6

Проблема модернизации стандартных продуктов состоит в том, что улучшение электрических и тепловых характеристик не должно приводить к изменению размеров корпуса, а также способа крепления и подключения модулей. Замена устаревших компонентов на новые должна происходить без какой-либо доработки конструкции. В первую очередь, это относится к таким распространенным и популярным компонентам, как изолированные диодно-тиристорные модули, которые в производственной программе SEMIKRON носят название SEMIPACK. В 2008 году SEMIKRON полностью изменил подход к проектированию данных компонентов, конструкция которых была разработана именно этой компанией более 30 лет назад. В новом конструктиве сокращено количество паяных слоев, применены усовершенствованные чипы с угловым расположением затвора, внедрены пружинные сигнальные соединения. Принятые меры позволили существенно снизить тепловое сопротивление, увеличить допустимую токовую нагрузку и повысить надежность. Тиристоры полностью соответствуют требованиям экологических директив EU 2002/96/EG и 2000/53/EG.

SKYPER 52

Рост мощностей, повышение эффективности преобразования и снижение массогабаритных показателей — вот основные требования современного рынка силовой электроники, диктующие условия работы производителям силовых модулей. Естественно, что для управления мощными ключами и их параллельным соединением нужны все более мощные и надежные драйверы, имеющие все большую степень «интеллекта».

Использование цифровых методов обработки позволяет повысить качество передачи изолированных сигналов, улучшить помехозащищенность и иммунитет к dv/dt, что особенно важно для применений высокой мощности. Новый сверхмощный драйвер SKYPER 52 является первым в своем классе полностью цифровым устройством, имеющим широчайшие возможности конфигурирования. Возможность индивидуальной настройки параметров и получения статусных сигналов по последовательной шине в сочетании с высокой выходной мощностью позволяет использовать это устройство для управления силовыми ключами в широком диапазоне мощностей и схем.

А. Колпаков подробно рассказал о технических характеристиках и отличительных особенностях вышеупомянутых устройств.

После небольшого перерыва семинар продолжил свою работу. Большой интерес вызвал доклад главного технического специалиста SEMIKRON Деяна Шрайбера о новых подходах к построению мощных высоковольтных преобразователей. Его презентация была посвящена решениям для среднего диапазона напряжений (MV>1000Vrms).

Д. Шрайбер выделил основные преимущества подобных разработок SEMIKRON:

  • простейшая конструкция трансформатора;
  • проверенные, надежные низковольтные полупроводниковые модули;
  • 4 & 2 квадрантная структура;
  • синусоидальный ток потребления;
  • хороший коэффициент мощности;
  • синусоидальный ток мотора без выходного фильтра;
  • низкие перепады напряжения выходного сигнала;
  • высокая эффективность, близкая к промышленным низковольтным приводам;
  • модульная конструкция для различных напряжений и мощностей — простота сборки;
  • простота управления моментом и скоростью — как в лучших низковольтных приводах.

Многолетнему опыту разработки гибридных транспортных средств был посвящен следующий рассказ Виктора Павлова из Института Электродинамики (Украина, г. Киев).

С 2004 года украинскими специалистами собрано 7 гибридных автомобилей. Они созданы на базе моделей, выпускаемых в серийное производство (ГАЗель, «Таврия» и др.).

В ходе мероприятия было задано немало вопросов по заслушанной информации. В перерывах на кофе организаторами была предоставлена возможность проведения индивидуальных консультаций с докладчиками.

Проявленный к семинару интерес со стороны его участников еще раз показал востребованность продукции, производимой компанией SEMIKRON.

По материалам семинара