三菱功率模块 三菱电机半导体：伺服驱动器用功率器件解决方案

作为机器人驱动应用的核心部件，功率半导体器件的发展趋势一直是业界关注的焦点。作为现代功率半导体器件的先驱，三菱电机始终以向市场提供精密可靠的产品为己任，并努力以尖端技术满足和引领新的市场需求。

2019年12月11日，在由高科技机器人公司举办的“元亨2019高科技机器人年会”上，作为会议的特别赞助商，三菱电机发表了题为“伺服驱动器用功率器件解决方案”的主题演讲，从机器人伺服驱动器的技术趋势出发，介绍了功率半导体解决方案以及三菱电机半导体公司推出的最新技术进展。

据报道，未来机器人伺服驱动技术将朝着两大趋势发展——多轴伺服驱动方案和高功率密度设计。这意味着市场将需要功能更多、损耗更低、外观更紧凑、集成度更高的电源模块。

因此，根据伺服驱动器不同功率段的要求，三菱电机推出了三种功率模块解决方案:CIB-IGBT解决方案、IPM解决方案和diipm/diipm+解决方案。

三菱电机推出的第七代IGBT CIB解决方案具有集成封装、超低杂散电感和优异热循环寿命的特点。采用单一基材，减少装订线；铜片厚度增加，布线宽度优化；DP树脂用于降低键合线与硅片之间的机械应力；去除焊接层，去除热循环的薄弱点。

在IPM解决方案方面，三菱电机于1986年首次实现IPM产品化。“IPM并不是简单地把IGBT和控制电路放在一个模块中，而是根据系统要求设计出IPM使用的IGBT硅片和能够在最佳状态下驱动和保护IGBT的专用IC，同时还考虑了抗噪声和抗浪涌电压，并集成了高集成度封装技术。”宋指出:

目前三菱电气半导体已经推出了基于第七代IGBT芯片技术的IPM模块，集成驱动ic调整驱动电流，改变不同电流下的dv/dt，便于系统EMI设计。利用优化后的驱动芯片，识别故障类型，便于系统设计和调试；采用SLC封装技术，优化模块的封装材料，提高模块的使用寿命和可靠性。

“第七代IPM损耗低，电磁干扰噪声低，故障信号可识别，热循环寿命长，特别适合高端多轴机器人的伺服驱动。”宋总结说:

其中G1系列和G系列IPM在封装尺寸上兼容，内置损耗较低的第七代IGBT/FWD芯片采用全新封装技术，可靠性更好。此外，新的驱动电路进一步降低了损耗和电磁干扰噪声。G1系列的控制端子与G/L1系列兼容，可以使用相同的接口电路。其主要功能是驱动电路和保护电路。

在封装技术上，第七代IPM的G1系列更薄更紧凑，体积缩小18-31%；a型包更适合灵活布局的应用场景，例如，G1系列可以提供两种终端供选择。

三菱开发了一系列的DIPIPM产品，以满足变频市场的应用要求。它是内置HVIC的双列直插式封装IPM，使其外围电路更简单，节省成本。现已广泛应用于家用电器、小型变频器、工业伺服等产品中。

可以说三菱电气半导体是压铸模具封装IPM产品的先驱。对于不同的应用，三菱电机不断优化功率硅片，拥有最广泛的产品线，积累了丰富的IPM经验。其产品在保持高性价比的同时，可靠性高，故障率低。

10月29日，三菱电机开始销售搭载新开发的低噪声的第7代IGBT芯片，同时实现低噪声、低功耗的“第7代超小型DIPIPM”新系列。作为变频电器和工业电机驱动功率半导体模块的新系列产品，该产品有助于实现低噪声和节能。

新产品有四个特点:1。配备第七代CSTBT，通过同时实现低噪声、低功耗，可以支持广泛的应用；2.通过提高上限保证温度，可以提高逆变器的设计自由度；3.将超小型封装的额定电流扩大到40A；4.确保与以前的产品引脚兼容。

碳化硅功率模块具有耐高温、低功耗、高可靠性的特点，可以拓展更多的应用领域，成为企业争夺布局的下一个制高点。

三菱电机的超小型全SiC DIPIPM采用SiC MOSFET实现低导通压降和二极管正向压降，采用SiC MOSFET自体二极管作为FWDiI降低反向恢复电流和噪声。您可以使用与超小型DIPIPM相同的印刷电路板。

总之，认为，五大系列的DIPIPM系列为低功耗机器人的伺服驱动提供了丰富的智能功率模块解决方案。第七代超小型DIPIPM在最大额定电流(40A)、更低噪声和更高结温(Tj)和外壳温度(Tc)方面创下了新纪录。"全SiCIPM，DIPIPM，将进一步提高伺服驱动器的功率密度."

自1921年以来，三菱电气专注于变频电器、工业、新能源、轨道牵引和电动汽车五大应用领域，专注于产品研发和技术创新，一代又一代地不断推出性能更好、性价比更高的产品。如今，三菱电机开发和推出的DIPIPM已经成为变频家电领域不可或缺的一部分，其高速机车HVIGBT模块已经成为业界公认的标准产品。

作为现代功率半导体器件的先驱，三菱电机以不断创新的精神为动力，以技术赋能，以产品说话。以提高生产效率、提供优质产品、满足环境发展需求为目标，三菱电机将继续以精工细作的产品，配合中国工业自动化转型升级的发展需求。