三菱电机超小型全SiC DIPIPM解析

在Si-IGBT的DIPIPM基础上，三菱电机开发了超小型全SiC DIPIPM，保持相同的封装及管脚配置。本文带你一览超小型全SiC DIPIPM的优势。

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三菱电机从1997年开始将DIPIPM产品化，广泛应用于空调、洗衣机、冰箱等白色家用电器，以及通用变频器、机器人等工业设备。本公司的DIPIPM功率模块采用压注模结构，由功率芯片和具有驱动及保护功能的控制IC芯片组成。通过优化功率芯片和控制IC，预先调整了开关速度等特性。搭载驱动电路、保护电路、电平转换电路的HVIC（High Voltage IC），可通过CPU或微机的输入信号直接控制，通过单电源化和消除光耦来减小电路板尺寸，并实现高可靠性。另外，内置BSD（Bootstrap Diode），可减少外围元件数量。因此，DIPIPM使逆变器外围电路的设计变得更加容易，有助于客户逆变器电路板的小型化和缩短设计时间。

近年来，随着全球环境保护意识的提高，节能技术在世界各国越来越受到重视，变频技术的应用范围也相应扩大。例如，在空调设备行业，世界各国都制定了节能标准，预计今后将进一步加强限制值。本公司为了应对白色家电等小容量逆变器单元的进一步节能化，以本公司此前积累的DIPIPM技术为基础，于2016年产品化了“超小型全SiC DIPIPM”。图1为产品外观，图2为内部结构图。

图1：产品外观

图2：内部结构图

超小型全SiC DIPIPM采用6个SiC-MOSFET构成三相逆变桥，HVIC和LVIC（Low Voltage IC）负责驱动和保护SiC-MOSFET。利用BSD和外接电容，与目前搭载Si-IGBT的DIPIPM一样，可以单电源驱动。此外，HVIC可将温度信息以模拟电压信号输出，有助于提高逆变器系统的功能安全性。图3显示了超小型全SiC DIPIPM的内部电路图。

图3：内部电路图

超小型全SiC DIPIPM上搭载的SiC-MOSFET，采用本公司开发的独特栅极氧化膜形成工艺和新型元胞缩窄技术，实现了低导通电阻和高阈值电压。与搭载Si-IGBT的本公司原有产品“超小型DIPIPM Ver.6”系列相比，实现了功率损耗约70%以上的大幅度降低。

图4：功率损耗对比

该产品的主要特点如下：

搭载SiC-MOSFET，降低导通电阻，与传统产品相比，功率损耗降低70%以上（图4）；

通过降低反向恢复电流可实现低噪声系统（图5）；

搭载高Vth SiC-MOSFET专有技术，栅极驱动无需负偏置电压；

确保与以往产品相同封装及管脚配置的兼容性；

电流额定值15A、25A/600V；

内置保护功能，可实现SiC MOSFET的安全稳定工作；

图5：噪声对比

自2016年以来，超小型全SiC DIPIPM已经在市场上取得了良好的业绩记录，主要用于空调设备。本公司今后将继续扩充搭载SiC-MOSFET的DIPIPM产品阵容，并适当开发适合市场需求的产品。从而支持白色家电和工业设备等小容量逆变器设备的节能化，为保护地球环境做出贡献。

※DIPIPM是三菱电机株式会社的商标

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<关于三菱电机>

三菱电机创立于1921年，是全球知名的综合性企业。截止2024年3月31日的财年，集团营收52579亿日元（约合美元348亿）。作为一家技术主导型企业，三菱电机拥有多项专利技术，并凭借强大的技术实力和良好的企业信誉在全球的电力设备、通信设备、工业自动化、电子元器件、家电等市场占据重要地位。尤其在电子元器件市场，三菱电机从事开发和生产半导体已有68年。其半导体产品更是在变频家电、轨道牵引、工业与新能源、电动汽车、模拟/数字通讯以及有线/无线通讯等领域得到了广泛的应用。