Infineon Leistungsmodule HybridPACK DSC für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Das erste Modul der HybridPACK-DSC-Familie ist das FF400R07A01E3_S6 in Halbbrückenkonfiguration.
Das erste Modul der HybridPACK-DSC-Familie ist das FF400R07A01E3_S6 in Halbbrückenkonfiguration.

Anlässlich der Fachmesse PCIM hat Infineon eine Familie von Leistungsmodulen vorgestellt: Die neuen HybridPACK-DSC-Module mit doppelseitiger Kühlung eignen sich für den Einsatz im Hauptwechselrichter und Generator mit einem typischen Leistungsbereich von 40 bis 50 kW.

Die Anzahl von Elektro- und Hybridfahrzeugen (HEV) muss steigen, um die weltweiten CO2-Vorgaben bis 2020 zu erreichen: 95 Gramm CO2 pro Kilometer in Europa, 121 g/km in den USA, 117 g/km in China und 105 g/km in Japan. Bei der Elektrifizierung einer bestehenden Fahrzeugplattform ist im beengten Motorraum zusätzlich ein Wechselrichter unterzubringen, der deshalb möglichst kompakt sein muss. Seine Abmessungen werden im Wesentlichen von den verwendeten Leistungsmodulen bestimmt. Sie sollen sehr klein sein und trotzdem eine ausreichend hohe Leistungsdichte für die Steuerung und Versorgung des Elektromotors bieten. In der Regel richtet sich die Größe eines Leistungsmoduls nach zwei Faktoren: der Leistungsaufnahme der verwendeten Chips und der Möglichkeit, diese Chips so zu kühlen, dass die maximale Sperrschichttemperatur nicht überschritten wird.

Die neuen HybridPACK-DSC-Module (Double Sided Cooling) mit doppelseitiger Kühlung sind mit ihren Abmessungen von nur 42 mm x 42,4 mm x 4,77 mm sehr kompakt. Sie eignen sich für den Einsatz im Hauptwechselrichter und Generator mit einem typischen Leistungsbereich von 40 bis 50 kW. Wird eine höhere Leistung gebraucht, kann man sie parallel anordnen. Ihre Streuinduktivität beträgt 15 nH. Zusammen mit einer hohen Sperrspannung von 700 V unterstützt das die Entwicklung von Wechselrichtersystemen mit etwa 25 Prozent weniger Schaltverlusten und einem hohen Wirkungsgrad.

Dank der integrierten Isolierung lässt sich ein HybridPACK DSC ohne externe Isolierung direkt an den Kühlkörper anbringen, was die Systemintegration vereinfacht. Jeder IGBT-Chip im Modul integriert einen Stromsensor für den Überstromschutz und einen Temperatursensor für die Schnellabschaltung bei Übertemperatur. Diese direkte und präzise Messung verbessert die Systemüberwachung. Sie macht es den Herstellern von Automobilsystemen und Fahrzeugen überdies einfacher, eine Functional-Safety-Architektur für den Hybrid- und Elektroantrieb aufzusetzen.

Das erste Modul der HybridPACK-DSC-Familie ist das FF400R07A01E3_S6 in Halbbrückenkonfiguration. Seine Entwicklungsmuster sind im September 2016 verfügbar. Ab Oktober 2016 gibt es Entwicklungsmuster eines weiteren Produkts in Vollbrückenkonfiguration.